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WO2018210452A1 - Method for operating an electric grid - Google Patents

Method for operating an electric grid Download PDF

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Publication number
WO2018210452A1
WO2018210452A1 PCT/EP2018/025022 EP2018025022W WO2018210452A1 WO 2018210452 A1 WO2018210452 A1 WO 2018210452A1 EP 2018025022 W EP2018025022 W EP 2018025022W WO 2018210452 A1 WO2018210452 A1 WO 2018210452A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
converter
voltage
electrical
transformer
subnetwork
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2018/025022
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan GÖTZ
Hermann Dibos
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
Publication of WO2018210452A1 publication Critical patent/WO2018210452A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/22Balancing the charge of battery modules
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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    • H02M7/48Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/4835Converters with outputs that each can have more than two voltages levels comprising two or more cells, each including a switchable capacitor, the capacitors having a nominal charge voltage which corresponds to a given fraction of the input voltage, and the capacitors being selectively connected in series to determine the instantaneous output voltage
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an electrical network, a multilevel converter and a power supply system.
  • An electrical network can have a plurality of energy sources, via which a plurality of consumers, which are connected to the electrical network, electrical energy can be provided.
  • the electrical network it is furthermore possible for the electrical network to be subdivided into a number of subnetworks to which different energy sources and consumers are assigned.
  • the different subnetworks may have different voltages with which the subnetworks are to be operated, these different voltages having different amplitudes and / or different maximum values.
  • Voltages are connected to one another via a voltage converter, for example a DC-DC converter or an AC-DC converter.
  • a voltage converter for example a DC-DC converter or an AC-DC converter.
  • Low-voltage network and a transformer of the motor vehicle feeds This transformer is designed to convert the low-voltage into a high-voltage, with the consumers of the high-voltage network to operate parallel to consumers of the low-voltage network.
  • a method for supplying an electric motor with an alternating current is described in US 2010 0 140 003 A1. In this case, depending on the requirements of the electric motor, it is provided with an electrical voltage via at least one pulse width modulation, whereby a plurality of types, for example three types, of a respective pulse width modulation to be used are selected. From the document US 2013 0 106 365 AI is known to charge an energy storage of an electric motor vehicle via an external power source. It is possible, the energy storage of the motor vehicle with the external power source galvanically isolated or directly charged.
  • Inverter disposed which is adapted to generate a multi-phase high voltage required by the respective load, wherein disturbing noises are avoided by selecting a difference of phases of the high-voltage voltages.
  • Multilevel converter according to the independent claim 8 and a
  • the method according to the invention is intended for operating an electrical network, which comprises a first subnetwork and a second subnetwork, which are connected to one another via at least one DC-DC converter.
  • a first connection side of the at least one DC-DC converter is assigned to the first sub-network and a second connection side of the at least one DC-DC converter to the second sub-network.
  • the first subnetwork has a multilevel converter with a plurality of individual modules, wherein each individual module has an electrical energy store, wherein the first connection side of the at least one
  • the DC converter is connected via at least one double neutral point tap to the multilevel converter.
  • the double star point tap is implemented via a first connection to a first neutral point of the multilevel converter and a second connection to a second neutral point of the multilevel converter.
  • the multilevel converter provides at least one primary alternating electrical voltage to the first subnetwork.
  • On the first connection side of the at least one DC-DC converter at least one first DC electrical voltage is tapped via the double neutral point tap, which is the at least one
  • DC converter is provided, and of the at least one
  • DC converter is transformed to an outgoing second DC electrical power, which is provided to the second subnet.
  • the DC-DC converter comprises a transformer which galvanically separates the first sub-network and the second sub-network, a primary side of the transformer having a first number of turns being assigned to the first sub-network and a secondary side of the transformer having a second number of turns being assigned to the second sub-network.
  • the transformer is preceded by an inverter on the primary side, which converts the tapped via the double neutral point tap at least a first DC voltage in a first AC voltage, the
  • Transformer is provided, is transformed by this into a second AC voltage and from a transformer on the secondary side
  • the downstream rectifier is transferred to the outgoing second electrical DC voltage.
  • the first number of turns of the primary side of the transformer is greater than the second number of turns of the secondary side.
  • the first alternating voltage has an amplitude with a first value and a frequency with a first value
  • the second alternating voltage has an amplitude with a second value and a frequency with a second value.
  • the first value of the amplitude of the first alternating voltage is usually set greater than the second value of the amplitude of the second alternating voltage.
  • the first value of the frequency of the first alternating voltage is usually smaller than the second value of the frequency of the second
  • the first value of the amplitude of the first alternating voltage is smaller than the second value of the second alternating voltage. It is also possible that the value of the frequency of the first
  • AC voltage is greater than the value of the frequency of the second AC voltage.
  • Transducer topology realized without galvanic isolation. It is conceivable that a converter from the group consisting of: buck converter, boost converter, buck-boost converter, boost-buck converter is selected as a DC-DC converter.
  • Multilevel converter nearest individual modules of the multilevel converter
  • Multilevel converter the first subnet several, for example, three, to each other
  • the multi-level converter comprising a plurality of individual modules with energy stores is designed and / or designated as an energy store or energy source, with the consumers of the subnets being provided with different voltages.
  • consumers of the first sub-network AC voltages are consumers of the first sub-network AC voltages with each
  • the DC-DC converter comprises a transformer, wherein the primary side of which is assigned to the first subnet and whose secondary side is assigned to the second subnet.
  • the transformer is on its primary side
  • Star point modules i. is taken from the respective nearest the two star points nearest individual modules tapped DC voltage in the first AC voltage.
  • the first AC voltage is transferred from the transformer to a second one
  • the multilevel converter has a plurality of distributed individual modules, wherein a DC voltage or an AC voltage is provided by an energy store of a respective individual module, wherein in the event that a DC voltage is provided by a respective energy store, this DC voltage is converted by the multilevel converter into an AC voltage.
  • the multilevel converter or multistage converter according to the invention which may also be referred to as multilevel converter, is to be arranged in an electrical network which comprises a first subnetwork and a second subnetwork, wherein the two subnetworks are to be connected to one another via at least one DC-DC converter.
  • a first connection side of the at least one DC-DC converter is the first subnet and a second terminal side of the at least one DC-DC converter is assigned to the second subnet or assigned.
  • the multilevel converter is to be arranged in the first subnetwork.
  • the multilevel converter has a plurality of individual modules, wherein each individual module has an electrical energy store, wherein the multilevel converter is configured to provide the first subnet at least one primary AC voltage and a double star point tap on the first terminal side of the at least one DC-DC converter
  • the DC converter to provide at least a first DC voltage to be transformed by the at least one DC-DC converter to an outgoing second DC electrical voltage and the second subnet is to provide.
  • the double star point tap is via a first connection to a first
  • the multilevel converter is assigned a control unit which is designed to set values of at least one physical parameter, for example an amplitude and / or a frequency, of the at least one primary AC voltage and / or the first DC voltage. Depending on the definition, this control unit is designed and / or designated as a component of the multilevel converter. Furthermore, at least two individual modules of the multilevel converter, usually all individual modules, are the same. The multilevel converter is designed to supply the at least one primary AC voltage from a single voltage from an energy source or a
  • the multilevel converter is designed to switch at least two individual modules in series and / or parallel to one another, and the at least one primary
  • the multilevel converter has a plurality of, for example, three strands, wherein each strand has a combination of a plurality of interconnected, usually identically designed individual modules, wherein a primary alternating voltage and thus phase is to be generated with each strand.
  • the value of the amplitude of the respective primary alternating voltage is set depending on which individual module of a respective strand is switched on or off and how several switched individual modules of the strand are connected to each other in series and / or in parallel.
  • the energy storage of the individual modules are usually designed as DC voltage sources.
  • the multilevel converter has at least one converter which is designed to generate a single voltage of a DC voltage
  • the DC-DC converter is an integral part of
  • the DC-DC converter comprises a transformer whose primary side is assigned to the first subnet and whose secondary side is assigned to the second subnet.
  • the transformer is an inverter or
  • Inverter upstream which is designed to convert the tapped from the star point modules or tapped first DC voltage into a first AC voltage and provide the primary side of the transformer.
  • the transformer has a high-pass characteristic, wherein by the
  • the energy supply system comprises an electrical network comprising a first subnetwork and a second subnetwork, which has at least one
  • a first connection side of the at least one DC-DC converter is assigned to the first sub-network and a second connection side of the at least one DC-DC converter to the second subnet, the first subnet having a multilevel converter with a plurality of individual modules, each individual module having an electrical energy store.
  • the first terminal side of the at least one DC-DC converter is at least a double star point tap to the multilevel converter connected, wherein the double star point tap is realized via a first connection to a first neutral point of the multilevel converter and a second connection to a second neutral point of the multilevel converter.
  • the IVIultilevelkonverter is adapted to provide at least one primary AC electrical voltage to the first subnetwork, and at the first terminal side of the at least one
  • the at least one DC-DC converter is adapted to the at least one first DC voltage to an outgoing second electrical
  • the DC-DC converter comprises a transformer which galvanically separates the first sub-network and the second sub-network, wherein a primary side of the transformer with a first number of turns of the first subnet and a secondary side of
  • Transformer with a second number of turns is assigned to the second subnet.
  • the transformer is preceded by an inverter on the primary side, which is designed to convert the at least a first DC voltage to be taken over the double star point tap into a first AC voltage and the
  • the transformer is configured to transform the first AC voltage provided by the inverter into a second AC voltage, wherein the transformer on the secondary side, at least one rectifier is connected downstream, which is adapted to provide the second AC voltage provided by the transformer in the outgoing second electrical
  • the transformer greater than the second number of turns of a coil of the secondary side of the transformer.
  • the first number of turns of the coil of the primary side is smaller than the second number of turns of the coil of the secondary side.
  • Gleichhardswandller a converter topology without galvanic isolation on.
  • the DC-DC converter is a converter from the group consisting of: buck converter, boost converter, buck-boost converter, boost-buck converter.
  • the double star point tap is over a respective immediate or indirect
  • the energy supply system is, for example, to be arranged in a motor vehicle.
  • the first subnet is to be assigned as consumer an electrical machine which has a plurality of phases, wherein the multilevel converter is designed to provide a primary alternating voltage for each phase.
  • Energy supply system consumers of the network ie at least one consumer of the first subnet, which is usually designed as an electrical machine, and at least one consumer of the second subnet to be supplied with electrical energy.
  • an electrical machine is operated as an electric motor with which electrical energy is converted into mechanical energy.
  • this electrical machine is operated as an electric generator depending on the requirement.
  • the energy supply system and the network are provided for a motor vehicle, the network is also designed as an on-board network of the motor vehicle.
  • the two subnetworks are designed and / or designated as partial subsystems of the motor vehicle which are to be operated with voltages whose amplitudes or maximum values are of different sizes.
  • the electrical machine is designed as a consumer of the first subnetwork whose voltage has an amplitude of a large value, if it is operated as an electric motor, for driving or moving the motor vehicle. If the electric machine is alternatively operated as an electrical generator, this mechanical energy of the motor vehicle, for example. In a recuperation, to convert into electrical energy, while providing electrical energy to be stored in an energy storage of the electrical network.
  • a consumer of the second subnetwork, whose voltage is usually lower, is, for example.
  • the proposed method according to the invention is to be carried out with the multilevel converter and / or the power supply system, the method having the
  • Multilevel converter and / or the power supply system to control and thus to control and / or to regulate.
  • the multilevel converter is designed as a high-voltage multilevel converter if the first subnetwork is to be operated with a higher voltage than the at least one second subnetwork.
  • the value of the frequency of the at least one primary alternating voltage, which is provided by the multilevel converter and with which the load of the first subnetwork is to be supplied, is generally comparatively low and amounts to a maximum of two kilohertz.
  • the multilevel converter is designed, for example, as a modular multilevel converter (MMC) or MMSPC.
  • MMC modular multilevel converter
  • MMSPC One trained as MMSPC
  • Multilevel converter is in the publication “Modular Multilevel Converter with Series and Parallel Module Connectivity: Topology and Control. "(IEEE Transaction on Power
  • the at least one primary alternating voltage to be generated has a high degree of dynamics.
  • the value of the amplitude of the at least one primary AC voltage is in the size range of> 200V.
  • a high-pass characteristic of the transformer provided in the embodiment is to be set by selecting a value of an inductance of at least one of the two coils or of the transformer, wherein the inductance of the respective coil is dependent on its number of turns.
  • the excitation of the transformer is set by the value of the frequency and / or the amplitude of the first AC voltage provided by the multilevel converter via the inverter upstream of the transformer.
  • Rectifiers connected to the at least one rectifier turn at least one load of the second subnet is connected, wherein the output of the transformer provided by the second alternating voltage is converted by the at least one rectifier into the second DC voltage.
  • the at least one rectifier is usually active or passive and generally has at least one DC control stage, which is embodied, for example, as a Buck, Boost, or Buck Boost stage. Furthermore, the rectifier can be followed by an inverter to realize an output of 110V or 240V.
  • the topology formed by the at least one rectifier is at least one pulse or multi-pulse, for example one-pulse to twelve-pulse. To actively control the at least one
  • Rectifier is, for example, to use as a field effect transistor (FET) formed semiconductor device.
  • FET field effect transistor
  • passive rules for example, at least one diode is to be used.
  • the first subnetwork as the high-voltage power supply network and the second subnetwork as
  • the second subnetwork in design has at least one own energy store, for example a capacitor and / or a battery.
  • An average power requirement of the first subnetwork is a multiple, for example a factor of five, higher than the average power requirement of the second subnetwork. If the power supply system and thus the electrical network for a motor vehicle is used, the average power requirement of the second subnetwork with a maximum voltage of, for example, 12V, 24V, 48V, 400V, 800V is 1 to 3 kW.
  • the power requirement of the first subnetwork depending on the configuration of the motor vehicle to be driven for its drive, for example, 20 kW to 400 kW.
  • Star point tap of the first DC voltage from the Mulitlevelkonverter or from its neutral point modules power is removed from the first subnet.
  • the first DC voltage to be tapped or tapped is via a dynamic power control of the first subnetwork essentially to compensate.
  • the voltage tap becomes relative to reference points of the multilevel converter carried out. These reference points correspond to respective star points of the multiphase multilevel converter or multilevel converter.
  • the tap of the at least one first DC voltage is in this case between each
  • Multilevel converter i. performed at all stages, with a uniform
  • Load distribution takes place on all strands of the multilevel converter.
  • multilevel converter or multilevel converter is to provide a primary AC voltage, which has a low distortion, which disturbances of other electrical devices are avoided.
  • Subnetwork electrical energy provided by the multilevel converter is used by the electric machine to drive the motor vehicle. It is possible, the electric machine starting from the multilevel converter
  • the multilevel converter is, for example, as a neutral-point-clamped (NPC) converter, which has a neutral at a neutral point, as a flying capacitor, as a modular neutral-point-clamped (NPC) converter, which has a neutral at a neutral point, as a flying capacitor, as a modular neutral-point-clamped (NPC) converter, which has a neutral at a neutral point, as a flying capacitor, as a modular neutral-point-clamped (NPC) converter, which has a neutral at a neutral point, as a flying capacitor, as a modular
  • NPC neutral-point-clamped
  • Multilevel converter or designed as MMSPC, with each of which, for example, alternating or three-phase voltages for at least one electric machine for driving a motor vehicle can be provided.
  • Such provided for supply voltage has a value in the high-voltage range greater than 60 volts, usually greater than 200 volts and is usually from several energy storage, eg. High-voltage storage, fed.
  • At least one output of the multilevel converter is galvanically isolated from the at least one high-voltage storage. If the multilevel converter has several outputs, these are also galvanically isolated from each other.
  • the first subnet is designed and / or designated as a high voltage system.
  • the second subnet is called
  • Low-voltage system formed and / or to designate the other Consumers, eg. Lighting equipment, ancillaries, control or
  • the second subnetwork has, for example, a maximum voltage of 12 V, 24 V, 48 V, 400 V, 800 V.
  • the first subnet has voltages of, for example, 110 V or 240 V.
  • the subnets are galvanically isolated from each other via the transformer, so that a possible semiconductor damage in the first subnet can not produce a conductive connection to the second subnet and thus, for example, no life-threatening touch voltage.
  • the multilevel converter used to provide the electrical energy has a low weight and requires only a small space.
  • the multilevel converter can be used to implement a galvanically isolated converter function with at least one inverter.
  • the modular multilevel converter for example, is embodied as an M2SPC (modular multilevel parallel-serial converter) and comprises capacitors and / or batteries as multiple energy stores or components of the individual modules of the multilevel converter.
  • the multilevel converter which comprises several individual modules, is considered to be more central
  • Multilevel converter within the first subnet to generate a high voltage.
  • Multilevel converter is provided with the DC-DC converter for the second subnet a comparatively low voltage, these two subnets are separated from each other via the DC-DC converter.
  • Multilevel converter provided voltage is subject to only slight fluctuations. With the multilevel converter several batteries can be dynamically reconfigured as energy storage and thus also be used for a motor vehicle.
  • the AC voltage for the first subnetwork the high value of the voltage has generated.
  • the second subnet is connected via the DC-DC converter to the first subnet, wherein an energy exchange is made possible between the two subnetworks.
  • the transformer provided as part of the DC-DC converter is supplied with electrical energy with the usually small first first AC voltage provided by the upstream inverter. This first AC voltage is generated via the first DC voltage, wherein it is possible via the provided double star point tap that the tapped first DC voltage substantially does not affect an operation of the electrical machine.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a first embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a second embodiment of the energy supply system according to the invention.
  • the first embodiment of the multilevel converter 10 according to the invention shown schematically in FIG. 1 comprises a first strand 12 with four individual modules 14a, 14b, 14c, 14d, a second strand 16 with likewise four individual modules 18a, 18b, 18c, 18d
  • each of said strands 12, 16, 20 is designed, for example, as an MMC, MMSPC or Matroschka converter, which is described in the German patent application DE 10 2015 112 513.
  • 18c, 18d, 22a, 22b, 22c, 22d comprises at least one energy store, for example a capacitor or a battery, for which reason the multilevel converter 10 has a plurality of distributed energy stores.
  • energy store for example a capacitor or a battery
  • the multilevel converter 10 has a plurality of distributed energy stores.
  • energy storage of the individual modules 14a, 14b, 14c, 14d of the first strand energy is to be provided here to a first phase of an electrical machine.
  • a second phase of this electric machine is about the
  • the first subnetwork 42 comprises a second embodiment of the multilevel converter 45 according to the invention, which in turn has three strands 47, 49, 51 or arms connected in parallel to each other, a first such strand 47 a first single module 48a, a second single module 48b, a third single module 48c and a fourth one
  • a second strand 49 of the multilevel converter 45 has a first individual module 50a, a second individual module 50b, a third individual module 50c and a fourth individual module 50d on.
  • the multilevel converter 45 comprises a third strand 51 having a first individual module 52a, a second individual module 52b, a third individual module 52c and a fourth individual module 52d.
  • all the individual modules 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d each have an energy store designed as a battery or as a capacitor.
  • one strand 47, 49, 51 of the multilevel converter 42 is assigned to a phase of a total of three phases U, V, W of an electrical load 58, which is embodied here as an electrical machine 10.
  • the second strand 49 is associated with the individual modules 50a, 50b, 50c, 50d.
  • the third phase W of the load 58 of the third strand 51 is associated with the individual modules 52a, 52b, 52c, 52d.
  • All individual modules 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d are of similar design and each have a similar energy storage, with each of which an alternating voltage is to provide whose amplitude has the same value , Depending on what value the amplitude of the AC voltage should have, which is to provide a respective phase U, V, W, is or be of the
  • control unit 54 within a respective strand 47, 49, 51 at least one
  • Single module 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d generally a plurality of individual modules 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d activated, whereby, depending on the value of the amplitude of the alternating voltage to be provided, for example at least two individual modules 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a,
  • the first subnet 42 is operated with a voltage which is higher than a second voltage of the second subnet 34.
  • Both subnetworks 42, 34 are connected to each other here via a galvanically isolating transformer 60, wherein the primary side of the transformer 60 is assigned to the first subnetwork 42 and a secondary side of the transformer 60 to the second subnetwork 34.
  • the transformer 60 is connected downstream of a rectifier 62 within the second subnetwork 34, to which an energy store 64 is connected.
  • a first neutral point 66 and a second neutral point 67 are defined for the multilevel converter 45.
  • Each of the three strands 47, 49, 51 is above each one
  • a first DC voltage is tapped.
  • the thus tapped first DC voltage is then fed to an inverter 55, which converts the first DC voltage into a first AC voltage and the
  • Transformer 60 provides. The primary side of the transformer 60 is connected to the inverter 55. The secondary side of the transformer 60 is connected to the downstream rectifier 62. The transformer 60 transforms the first AC voltage into a second AC voltage, which is converted via the downstream rectifier 62 into a second DC voltage. The second DC voltage is provided to the second subsystem 34 and supplied to the energy storage 64 here.
  • the series connection of inverter 55, transformer 60 and rectifier 62 shown here implements a DC-DC converter which electrically separates the first sub-network 42 and the second sub-network 34.
  • the galvanic isolation is ensured here by the transformer 60.
  • the galvanic isolation ensures that a possible semiconductor damage in the first sub-network 42 can not produce a conductive connection to the second sub-network 34 and thus, for example, no perilous touch voltage.
  • a three-phase system is provided with the individual modules 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d, of the respective strand 47, 49, 51.
  • the first strand 47 of a first phase U, the second strand 49 of a second phase V and the third strand 51 of a third phase W of the consumer 58 is assigned.
  • a respective potential of the star points 66, 67 is not clearly defined, but adjusted to a respective midpoint voltage of the three phases U, V, W.
  • the second embodiment of the energy supply system 70 according to the invention shown schematically in FIG. 3, comprises a first subnetwork 72 and a second subnetwork 74.
  • the first subnetwork 72 comprises a third embodiment of the multilevel converter 75 according to the invention. It is provided that the third embodiment of the multilevel converter 75 is largely identical in construction to The second embodiment of the multilevel converter 45 is formed.
  • the second embodiment of the power supply system 70 differs from the first embodiment of Figure 2 in that a located between the first subnet 72 and the second subnet 74 DC-DC converter 65 is not realized by a series connection of inverter, transformer and rectifier, but here as a DC-DC converter 65 is carried out without galvanic isolation.
  • a DC-DC converter 65 is carried out without galvanic isolation.
  • one of the two star points 66, 67, here star point 66 is grounded directly, while the other star point, here star point 67, is connected to an energy store in the form of an inductor or coil 61.
  • a DC-DC converter 65 is realized via the circuit of coil 61 and MOSFETs 63a, 63b.
  • the MOSFETs 63a and 63b are here connected in series with each other, wherein the two MOSFETs 63a, 63b are each regulated at least against the potential of neutral point 66.
  • the source terminals of the MOSFETs 63a and 63b face each other.
  • the drain terminal of the MOSFET 63a is connected to the coil 61, and the drain of the MOSFET 63b is connected to the positive terminal of the energy storage 64.
  • Star point modules 48a, 50a, 52a tapped first DC voltage across the coil 61 and the two MOSFETs 63a, 63b converted into a second DC voltage, which is the second sub-network 74 is provided.
  • Embodiment to achieve higher efficiency, combined with a smaller space requirement and lower costs.

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Abstract

The invention relates to a method for operating an electric grid that comprises a first sub-grid (42) and a second sub-grid (34) which are connected together via at least one DC-DC converter. The first sub-grid (42) has a multilevel converter (45) with a plurality of individual modules (48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d), and the first connection side of the at least one DC-DC converter is connected to the multilevel converter (45) via at least one double star point tap. The double star point tap is implemented via a first connection to a first star point of the multilevel converter and a second connection to a second star point of the multilevel converter, wherein at least one primary electric AC voltage is provided to the first sub-grid (42) by the multilevel converter (45), and at least one first electric DC voltage which is provided to the at least one DC-DC converter is tapped at the first connection side of the at least one DC-DC converter via the double star point tap and is transformed into an outgoing second electric DC voltage by the at least one DC-DC converter, said outgoing second electric DC voltage being provided to the second sub-grid (34).

Description

Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Netzes  Method for operating an electrical network

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Netzes, einen Multilevelkonverter und ein Energieversorgungssystem. The invention relates to a method for operating an electrical network, a multilevel converter and a power supply system.

Ein elektrisches Netz kann mehrere Energiequellen aufweisen, über die mehreren Verbrauchern, die mit dem elektrischen Netz verbunden sind, elektrische Energie bereitstellbar ist. Hierbei ist es weiterhin möglich, dass das elektrische Netz in mehrere Teilnetze unterteilt ist, denen jeweils unterschiedliche Energiequellen sowie Verbraucher zugeordnet sind. Die unterschiedlichen Teilnetze können unterschiedliche Spannungen aufweisen, mit denen die Teilnetze zu betreiben sind, wobei diese unterschiedlichen Spannungen unterschiedliche Amplituden und/oder unterschiedliche maximale Werte aufweisen. Zwei hierbei miteinander verbundene Teilnetze mit unterschiedlichen An electrical network can have a plurality of energy sources, via which a plurality of consumers, which are connected to the electrical network, electrical energy can be provided. In this case, it is furthermore possible for the electrical network to be subdivided into a number of subnetworks to which different energy sources and consumers are assigned. The different subnetworks may have different voltages with which the subnetworks are to be operated, these different voltages having different amplitudes and / or different maximum values. Two interconnected subnets with different ones

Spannungen sind über einen Spannungswandler, bspw. einen Gleichspannungswandler oder einen Wechselspannungswandler, miteinander verbunden. Voltages are connected to one another via a voltage converter, for example a DC-DC converter or an AC-DC converter.

Aus der Druckschrift US 5 093 583 A ist ein elektrisches System für ein Kraftfahrzeug bekannt, das ein Niederspannungsnetz sowie ein Hochspannungsnetz umfasst. Hierbei wird von einem Generator eine Niedervoltspannung erzeugt, die das From the document US 5 093 583 A an electrical system for a motor vehicle is known which comprises a low-voltage network and a high-voltage network. In this case, a low-voltage voltage is generated by a generator that the

Niederspannungsnetz sowie einen Transformator des Kraftfahrzeugs speist. Dieser Transformator ist dazu ausgebildet, die Niedervoltspannung in eine Hochvoltspannung zu wandeln, mit der parallel zu Verbrauchern des Niederspannungsnetzes auch Verbraucher des Hochspannungsnetzes zu betreiben sind. Ein Verfahren zum Versorgen eines Elektromotors mit einem Wechselstrom ist in der Druckschrift US 2010 0 140 003 AI beschrieben. Hierbei wird je nach Anforderung des Elektromotors diesem über mindestens eine Pulsweitenmodulation eine elektrische Spannung bereitgestellt, wobei zwischen mehreren Arten, bspw. drei Arten, einer jeweils zu verwendenden Pulsweitenmodulation ausgewählt wird. Aus der Druckschrift US 2013 0 106 365 AI ist bekannt, einen Energiespeicher eines elektrischen Kraftfahrzeugs über eine externe Energiequelle aufzuladen. Dabei ist es möglich, den Energiespeicher des Kraftfahrzeugs mit der externen Energiequelle galvanisch getrennt oder direkt aufzuladen. Low-voltage network and a transformer of the motor vehicle feeds. This transformer is designed to convert the low-voltage into a high-voltage, with the consumers of the high-voltage network to operate parallel to consumers of the low-voltage network. A method for supplying an electric motor with an alternating current is described in US 2010 0 140 003 A1. In this case, depending on the requirements of the electric motor, it is provided with an electrical voltage via at least one pulse width modulation, whereby a plurality of types, for example three types, of a respective pulse width modulation to be used are selected. From the document US 2013 0 106 365 AI is known to charge an energy storage of an electric motor vehicle via an external power source. It is possible, the energy storage of the motor vehicle with the external power source galvanically isolated or directly charged.

Ein Brennstoffzellensystem, über das elektrische Lasten mit elektrischer Energie zu versorgen sind, ist in der Druckschrift US 2014 0 152 089 AI beschrieben. Hierbei ist zwischen jeweils einer Brennstoffzelle und jeweils einer elektrischen Last ein A fuel cell system, via which electrical loads are to be supplied with electrical energy, is described in the publication US 2014 0 152 089 AI. Here, between each one fuel cell and each of an electrical load

Wechselrichter angeordnet, der dazu ausgebildet ist, eine von der jeweiligen Last benötigte mehrphasige Hochvoltspannung zu erzeugen, wobei störende Geräusche durch Auswahl einer Differenz von Phasen der Hochvoltspannungen vermieden werden. Inverter disposed which is adapted to generate a multi-phase high voltage required by the respective load, wherein disturbing noises are avoided by selecting a difference of phases of the high-voltage voltages.

Aus der Druckschrift US 2014 0 225 432 AI ist ein Stromwandler bekannt, der drei Spulen umfasst und zum Austausch von elektrischer Energie zwischen verschiedenen Spannungsquellen und Spannungsnetzen eines elektrischen Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. From document US 2014 0 225 432 AI a current transformer is known which comprises three coils and is designed to exchange electrical energy between different voltage sources and voltage networks of an electric motor vehicle.

Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Einrichtung bereitzustellen, mit dem bzw. der Spannungen mit Against this background, it was an object of the present invention to provide a method and a device with the voltages or with

unterschiedlichen maximale Werten zu erzeugen sind, wobei ein erster Verbraucher, dem eine erste Spannung mit einem ersten Wert bereitzustellen ist, durch eine zweite different maximum values are to be generated, wherein a first consumer, which is to provide a first voltage with a first value, by a second

Spannung mit einem zweiten Wert, der einem zweiten Verbraucher bereitzustellen ist, nicht gestört wird. Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 , einem Voltage with a second value, which is to provide a second consumer is not disturbed. This object is achieved with the method according to claim 1, a

Multilevelkonverter gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 8 sowie einem Multilevel converter according to the independent claim 8 and a

Energieversorgungssystem gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 16 gelöst. Energy supply system according to independent claim 16 solved.

Ausgestaltungen des Verfahrens, des Multilevelkonverters und des Embodiments of the method, the multilevel converter and the

Energieversorgungssystems ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung. Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Betreiben eines elektrischen Netzes vorgesehen, das ein erstes Teilnetz und ein zweites Teilnetz umfasst, die über mindestens einen Gleichspannungswandler miteinander verbunden werden. Dabei wird eine erste Anschlussseite des mindestens einen Gleichspannungswandlers dem ersten Teilnetz und eine zweite Anschlussseite des mindestens einen Gleichspannungswandlers dem zweiten Teilnetz zugeordnet. Das erste Teilnetz weist einen Multilevelkonverter mit einer Mehrzahl von Einzelmodulen auf, wobei jedes Einzelmodul einen elektrischen Energiespeicher aufweist, wobei die erste Anschlussseite des mindestens einen Power supply system result from the dependent claims and the description. The method according to the invention is intended for operating an electrical network, which comprises a first subnetwork and a second subnetwork, which are connected to one another via at least one DC-DC converter. In this case, a first connection side of the at least one DC-DC converter is assigned to the first sub-network and a second connection side of the at least one DC-DC converter to the second sub-network. The first subnetwork has a multilevel converter with a plurality of individual modules, wherein each individual module has an electrical energy store, wherein the first connection side of the at least one

Gleichspannungswandlers über mindestens einen doppelten Sternpunktabgriff an den Multilevelkonverter angeschlossen wird. Der doppelte Sternpunktabgriff wird dabei über einen ersten Anschluss an einen ersten Sternpunkt des Multilevelkonverters und einen zweiten Anschluss an einen zweiten Sternpunkt des Multilevelkonverters realisiert. Von dem Multilevelkonverter wird mindestens eine primäre elektrische Wechselspannung dem ersten Teilnetz bereitgestellt. An der ersten Anschlussseite des mindestens einen Gleichspannungswandlers wird ferner über den doppelten Sternpunktabgriff mindestens eine erste elektrische Gleichspannung abgegriffen, die dem mindestens einen DC converter is connected via at least one double neutral point tap to the multilevel converter. The double star point tap is implemented via a first connection to a first neutral point of the multilevel converter and a second connection to a second neutral point of the multilevel converter. The multilevel converter provides at least one primary alternating electrical voltage to the first subnetwork. On the first connection side of the at least one DC-DC converter, at least one first DC electrical voltage is tapped via the double neutral point tap, which is the at least one

Gleichspannungswandler bereitgestellt wird, und von dem mindestens einen DC converter is provided, and of the at least one

Gleichspannungswandler auf eine ausgehende zweite elektrische Gleichspannung transformiert wird, die dem zweiten Teilnetz bereitgestellt wird. DC converter is transformed to an outgoing second DC electrical power, which is provided to the second subnet.

In möglicher Ausgestaltung umfasst der Gleichspannungswandler einen Transformator, der das erste Teilnetz und das zweite Teilnetz galvanisch voneinander trennt, wobei eine Primärseite des Transformators mit einer ersten Windungszahl dem ersten Teilnetz und eine Sekundärseite des Transformators mit einer zweiten Windungszahl dem zweiten Teilnetz zugeordnet wird. Dem Transformator ist auf der Primärseite ein Inverter vorgeschaltet, der die über den doppelten Sternpunktabgriff abgegriffene mindestens eine erste Gleichspannung in eine erste Wechselspannung überführt, die dem In a possible embodiment, the DC-DC converter comprises a transformer which galvanically separates the first sub-network and the second sub-network, a primary side of the transformer having a first number of turns being assigned to the first sub-network and a secondary side of the transformer having a second number of turns being assigned to the second sub-network. The transformer is preceded by an inverter on the primary side, which converts the tapped via the double neutral point tap at least a first DC voltage in a first AC voltage, the

Transformator bereitgestellt wird, von diesem in eine zweite Wechselspannung transformiert wird und von einem dem Transformator auf der Sekundärseite Transformer is provided, is transformed by this into a second AC voltage and from a transformer on the secondary side

nachgeschalteten Gleichrichter in die ausgehende zweite elektrische Gleichspannung überführt wird. Üblicherweise ist die erste Windungszahl der Primärseite des Transformators größer als die zweite Windungszahl der Sekundärseite. Bei dem Verfahren ist vorgesehen, dass die erste Wechselspannung eine Amplitude mit einem ersten Wert und eine Frequenz mit einem ersten Wert aufweist, und dass die zweite Wechselspannung eine Amplitude mit einem zweiten Wert und eine Frequenz mit einem zweiten Wert aufweist. Dabei wird der erste Wert der Amplitude der ersten Wechselspannung üblicherweise größer als der zweite Wert der Amplitude der zweiten Wechselspannung eingestellt. Der erste Wert der Frequenz der ersten Wechselspannung wird üblicherweise kleiner als der zweite Wert der Frequenz der zweiten downstream rectifier is transferred to the outgoing second electrical DC voltage. Usually, the first number of turns of the primary side of the transformer is greater than the second number of turns of the secondary side. In the method, it is provided that the first alternating voltage has an amplitude with a first value and a frequency with a first value, and that the second alternating voltage has an amplitude with a second value and a frequency with a second value. In this case, the first value of the amplitude of the first alternating voltage is usually set greater than the second value of the amplitude of the second alternating voltage. The first value of the frequency of the first alternating voltage is usually smaller than the second value of the frequency of the second

Wechselspannung eingestellt. Alternativ ist möglich, dass der erste Wert der Amplitude der ersten Wechselspannung kleiner als der zweite Wert der zweiten Wechselspannung ist. Außerdem ist auch möglich, dass der Wert der Frequenz der ersten AC voltage set. Alternatively, it is possible that the first value of the amplitude of the first alternating voltage is smaller than the second value of the second alternating voltage. It is also possible that the value of the frequency of the first

Wechselspannung größer als der Wert der Frequenz der zweiten Wechselspannung ist. AC voltage is greater than the value of the frequency of the second AC voltage.

In alternativer Ausgestaltung wird der Gleichspannungswandller mit einer In an alternative embodiment, the Gleichspannungswandller with a

Wandlertopologie ohne galvanische Trennung realisiert. Dabei ist es denkbar, dass als Gleichspannungswandler ein Wandler aus der Gruppe bestehend aus: Buck-Konverter, Boost-Konverter, Buck-Boost-Konverter, Boost-Buck- Konverter gewählt wird. Transducer topology realized without galvanic isolation. It is conceivable that a converter from the group consisting of: buck converter, boost converter, buck-boost converter, boost-buck converter is selected as a DC-DC converter.

In weiterer Ausgestaltung wird über den doppelten Sternpunktabgriff ein jeweiliger unmittelbarer oder mittelbarer Abgriff an den elektrischen Energiespeichern von den jeweiligen zu dem ersten Sternpunkt und dem zweiten Sternpunkt des In a further embodiment, via the double star point tap a respective direct or indirect tap on the electrical energy storage of the respective to the first star point and the second star point of

Multilevelkonverters nächstliegenden Einzelmodulen des Multilevelkonverters Multilevel converter nearest individual modules of the multilevel converter

vorgenommen. Diese Einzelmodule, von denen bzw. von deren Energiespeichern die mindestens eine erste Gleichspannung abgegriffen wird, werden im Folgenden als Sternpunktmodule bezeichnet. In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden von dem performed. These individual modules, from which or from their energy stores the at least one first DC voltage is tapped, are referred to below as star point modules. In a further embodiment of the method according to the invention are of the

Multilevelkonverter dem ersten Teilnetz mehrere, bspw. drei, zueinander Multilevel converter the first subnet several, for example, three, to each other

phasenverschobene primäre Wechselspannungen bzw. Phasen bereitgestellt. Der mehrere Einzelmodule mit Energiespeichern umfassende Multilevelkonverter ist als Energiespeicher bzw. Energiequelle ausgebildet und/oder zu bezeichnen, mit dem Verbrauchern der Teilnetze unterschiedliche Spannungen bereitgestellt werden. Hierbei werden Verbrauchern des ersten Teilnetzes Wechselspannungen mit jeweils phase-shifted primary AC voltages or phases provided. The multi-level converter comprising a plurality of individual modules with energy stores is designed and / or designated as an energy store or energy source, with the consumers of the subnets being provided with different voltages. Here are consumers of the first sub-network AC voltages with each

bedarfsgerecht angepassten Amplituden und Frequenzen bereitgestellt. according to needs adjusted amplitudes and frequencies provided.

Weiterhin wird Verbrauchern des zweiten Teilnetzes über den Gleichspannungswandler eine ausgehende zweite Gleichspannung bereitgestellt, deren Größe an einen von Verbrauchern des zweiten Teilnetzes geforderten Bedarf einzustellen ist. In Ausgestaltung umfasst der Gleichspannungswandler, wie voranstehend erläutert, einen Transformator, wobei dessen Primärseite dem ersten Teilnetz und dessen Sekundärseite dem zweiten Teilnetz zugeordnet ist. Dem Transformator ist dabei auf seiner Primärseite ein Furthermore, consumers of the second subnet are provided via the DC-DC converter an outgoing second DC voltage whose size is set to a demand demanded by consumers of the second subnetwork. In an embodiment, the DC-DC converter, as explained above, comprises a transformer, wherein the primary side of which is assigned to the first subnet and whose secondary side is assigned to the second subnet. The transformer is on its primary side

Wechselrichter vorgeschaltet, von dem die erste von den sogenannten Inverters upstream of which the first of the so-called

Sternpunktmodulen, d.h. von den jeweiligen den beiden Sternpunkten nächstgelegenen Einzelmodulen abgegriffene Gleichspannung in die erste Wechselspannung überführt wird. Die erste Wechselspannung wird von dem Transformator in eine zweite Star point modules, i. is taken from the respective nearest the two star points nearest individual modules tapped DC voltage in the first AC voltage. The first AC voltage is transferred from the transformer to a second one

Wechselspannung transformiert, wobei deren Frequenz und deren Amplitude von der Frequenz und Amplitude der ersten Wechselspannung sowie von einem Verhältnis der beiden Windungszahlen des Transformators abhängig ist. Außerdem weist der Multilevelkonverter mehrere verteilte Einzelmodule auf, wobei von einem Energiespeicher eines jeweiligen Einzelmoduls eine Gleichspannung oder eine Wechselspannung bereitgestellt wird, wobei für den Fall, dass von einem jeweiligen Energiespeicher eine Gleichspannung bereitgestellt wird, diese Gleichspannung von dem Multilevelkonverter in eine Wechselspannung gewandelt wird. Der erfindungsgemäße Multilevelkonverter bzw. mehrstufige Konverter, der auch als Multilevelumrichter zu bezeichnen ist, ist in einem elektrischen Netz anzuordnen, das ein erstes Teilnetz und ein zweites Teilnetz umfasst, wobei die beiden Teilnetze über mindestens einen Gleichspannungswandler miteinander zu verbinden sind. Eine erste Anschlussseite des mindestens einen Gleichspannungswandlers ist dem ersten Teilnetz und eine zweite Anschlussseite des mindestens einen Gleichspannungswandlers ist dem zweiten Teilnetz zuzuordnen bzw. zugeordnet. Der Multilevelkonverter ist in dem ersten Teilnetz anzuordnen. Der Multilevelkonverter weist eine Mehrzahl von Einzelmodulen aufweist, wobei jedes Einzelmodul einen elektrischen Energiespeicher aufweist, wobei der Multilevelkonverter dazu ausgebildet ist, dem ersten Teilnetz mindestens eine primäre Wechselspannung bereitzustellen und über einen doppelten Sternpunktabgriff an der ersten Anschlussseite des mindestens einen Gleichspannungswandlers dem Transformed alternating voltage, wherein the frequency and the amplitude of which depends on the frequency and amplitude of the first alternating voltage and on a ratio of the two numbers of turns of the transformer. In addition, the multilevel converter has a plurality of distributed individual modules, wherein a DC voltage or an AC voltage is provided by an energy store of a respective individual module, wherein in the event that a DC voltage is provided by a respective energy store, this DC voltage is converted by the multilevel converter into an AC voltage. The multilevel converter or multistage converter according to the invention, which may also be referred to as multilevel converter, is to be arranged in an electrical network which comprises a first subnetwork and a second subnetwork, wherein the two subnetworks are to be connected to one another via at least one DC-DC converter. A first connection side of the at least one DC-DC converter is the first subnet and a second terminal side of the at least one DC-DC converter is assigned to the second subnet or assigned. The multilevel converter is to be arranged in the first subnetwork. The multilevel converter has a plurality of individual modules, wherein each individual module has an electrical energy store, wherein the multilevel converter is configured to provide the first subnet at least one primary AC voltage and a double star point tap on the first terminal side of the at least one DC-DC converter

Gleichspannungswandler mindestens eine erste Gleichspannung bereitzustellen, die von dem mindestens einen Gleichspannungswandler auf eine ausgehende zweite elektrische Gleichspannung zu transformieren ist und dem zweiten Teilnetz bereitzustellen ist. Der doppelte Sternpunktabgriff ist dabei über einen ersten Anschluss an einen ersten DC converter to provide at least a first DC voltage to be transformed by the at least one DC-DC converter to an outgoing second DC electrical voltage and the second subnet is to provide. The double star point tap is via a first connection to a first

Sternpunkt des Multilevelkonverters und einen zweiten Anschluss an einen zweiten Sternpunkt des Multilevelkonverters zu realisieren bzw. realisiert. In möglicher Ausgestaltung ist der Gleichspannungswandler vollständig oder zumindest teilweise in den Multilevelkonverter integriert, d. h. alle oder manche Komponenten des Gleichspannungswandlers sind zugleich auch Komponenten des Multilevelkonverters. Starpoint of the multilevel converter and a second connection to a second neutral point of the multilevel converter to realize or realized. In a possible embodiment of the DC-DC converter is fully or at least partially integrated into the multilevel converter, d. H. All or some components of the DC-DC converter are also components of the multilevel converter.

Dem Multilevelkonverter ist eine Kontrolleinheit zugeordnet, die dazu ausgebildet ist, Werte von mindestens einem physikalischen Parameter, bspw. einer Amplitude und/oder einer Frequenz, der mindestens einen primären Wechselspannung und/oder der ersten Gleichspannung einzustellen. Je nach Definition ist diese Kontrolleinheit als Komponente des Multilevelkonverters ausgebildet und/oder zu bezeichnen. Weiterhin sind mindestens zwei Einzelmodule des Multilevelkonverters, in der Regel sämtliche Einzelmodule, gleich ausgebildet. Der Multilevelkonverter ist dazu ausgebildet, die mindestens eine primäre Wechselspannung aus einer Einzelspannung von einer Energiequelle bzw. einem The multilevel converter is assigned a control unit which is designed to set values of at least one physical parameter, for example an amplitude and / or a frequency, of the at least one primary AC voltage and / or the first DC voltage. Depending on the definition, this control unit is designed and / or designated as a component of the multilevel converter. Furthermore, at least two individual modules of the multilevel converter, usually all individual modules, are the same. The multilevel converter is designed to supply the at least one primary AC voltage from a single voltage from an energy source or a

Energiespeicher mindestens eines Einzelmoduls zu erzeugen bzw. bereitzustellen, wobei mehrere primäre Wechselspannungen einander überlagert und/oder zueinander zeitlich phasenverschoben werden. Generate or provide energy storage at least one single module, wherein a plurality of primary alternating voltages superimposed on each other and / or phase-shifted in time.

Außerdem ist der Multilevelkonverter dazu ausgebildet, mindestens zwei Einzelmodule in Reihe und/oder zueinander parallel zu schalten, und die mindestens eine primäre In addition, the multilevel converter is designed to switch at least two individual modules in series and / or parallel to one another, and the at least one primary

Wechselspannung aus einer Kombination von Einzelspannungen der mindestens zwei miteinander zu kombinierenden Einzelmodule bereitzustellen. Hierbei werden einzelne Einzelmodule je nach Bedarf eingeschaltet oder ausgeschaltet. To provide AC voltage from a combination of individual voltages of the at least two individual modules to be combined. In this case, individual individual modules are switched on or off as required.

Der Multilevelkonverter weist mehrere, bspw. drei Stränge auf, wobei jeder Strang eine Kombination aus mehreren miteinander verschalteten, üblicherweise gleich ausgebildeten Einzelmodulen aufweist, wobei mit jedem Strang jeweils eine primäre Wechselspannung und somit Phase zu erzeugen ist. Der Wert der Amplitude der jeweiligen primären Wechselspannung wird abhängig davon, welches Einzelmodul eines jeweiligen Stranges ein- oder ausgeschaltet ist und wie mehrere eingeschaltete Einzelmodule des Strangs zueinander in Reihe und/oder parallel geschaltet werden, eingestellt. The multilevel converter has a plurality of, for example, three strands, wherein each strand has a combination of a plurality of interconnected, usually identically designed individual modules, wherein a primary alternating voltage and thus phase is to be generated with each strand. The value of the amplitude of the respective primary alternating voltage is set depending on which individual module of a respective strand is switched on or off and how several switched individual modules of the strand are connected to each other in series and / or in parallel.

Die Energiespeicher der Einzelmodule sind in der Regel als Gleichspannungsquellen ausgebildet. Der Multilevelkonverter weist mindestens einen Wandler auf, der dazu ausgebildet ist, eine als Gleichspannung ausgebildete Einzelspannung eines The energy storage of the individual modules are usually designed as DC voltage sources. The multilevel converter has at least one converter which is designed to generate a single voltage of a DC voltage

Energiespeichers mindestens eines Einzelmoduls in eine Wechselspannung umzuwandeln und daraus die mindestens eine primäre Wechselspannung bereitzustellen. Convert energy storage of at least one single module into an AC voltage and to provide the at least one primary AC voltage.

Dabei ist über den doppelten Sternpunktabgriff ein jeweiliger unmittelbarer oder mittelbarer Abgriff an den elektrischen Energiespeichern von den jeweiligen zu dem ersten Sternpunkt und dem zweiten Sternpunkt des Multilevelkonverters nächstliegenden Einzelmodulen des Multilevelkonverters, d.h. von den Sternpunktmodulen des In this case, via the double star point tap a respective direct or indirect tap on the electrical energy storage of the respective nearest to the first neutral point and the second neutral point of the Multilevelkonverters Single modules of the multilevel converter, ie of the star point modules of the

Multilevelkonverters vorzunehmen. Make multilevel converter.

In Ausgestaltung ist der Gleichspannungswandler integrativer Teil des In an embodiment, the DC-DC converter is an integral part of

Multilevelkonverters. Multilevel converter.

Der Gleichspannungswandler umfasst in Ausgestaltung einen Transformator, dessen Primärseite dem ersten Teilnetz und dessen Sekundärseite dem zweiten Teilnetz zugeordnet ist. Auf der Primärseite ist dem Transformator ein Wechselrichter bzw. In refinement, the DC-DC converter comprises a transformer whose primary side is assigned to the first subnet and whose secondary side is assigned to the second subnet. On the primary side, the transformer is an inverter or

Inverter vorgeschaltet, der dazu ausgebildet ist, die von den Sternpunktmodulen abzugreifende bzw. abgegriffene erste Gleichspannung in eine erste Wechselspannung zu überführen und der Primärseite des Transformators bereitzustellen. Inverter upstream, which is designed to convert the tapped from the star point modules or tapped first DC voltage into a first AC voltage and provide the primary side of the transformer.

Das bedeutet, dass die Primärseite des Transformators durch die erste This means that the primary side of the transformer through the first

Wechselspannung, d. h. durch die von dem Wechselrichter bereitgestellte AC voltage, d. H. by the inverter provided by the inverter

Wechselspannung, angeregt wird. AC voltage, is excited.

Der Transformator weist eine Hochpasscharakteristik auf, wobei durch den The transformer has a high-pass characteristic, wherein by the

Transformator aus der ersten Wechselspannung nur Anteile berücksichtigt und auf die zweite Wechselspannung transformiert werden, die mindestens so groß wie eine Transformer from the first AC voltage only shares taken into account and transformed to the second AC voltage, which is at least as large as a

Grenzfrequenz sind. Limit frequency are.

Das erfindungsgemäße Energieversorgungssystem umfasst ein elektrisches Netz, das ein erstes Teilnetz und ein zweites Teilnetz umfasst, die über mindestens einen The energy supply system according to the invention comprises an electrical network comprising a first subnetwork and a second subnetwork, which has at least one

Gleichspannungswandler miteinander verbunden sind. Dabei ist eine erste Anschlussseite des mindestens einen Gleichspannungswandlers dem ersten Teilnetz und eine zweite Anschlussseite des mindestens einen Gleichspannungswandlers dem zweiten Teilnetz zugeordnet, wobei das erste Teilnetz einen Multilevelkonverter mit einer Mehrzahl von Einzelmodulen aufweist, wobei jedes Einzelmodul einen elektrischen Energiespeicher aufweist. Die erste Anschlussseite des mindestens einen Gleichspannungswandlers ist über mindestens eine doppelten Sternpunktabgriff an den Multilevelkonverter angeschlossen, wobei der doppelte Sternpunktabgriff über einen ersten Anschluss an einen ersten Sternpunkt des Multilevelkonverters und einen zweiten Anschluss an einen zweiten Sternpunkt des Multilevelkonverters realisiert ist. Der IVIultilevelkonverter ist dazu ausgebildet, mindestens eine primäre elektrische Wechselspannung dem ersten Teilnetz bereitzustellen, und an der ersten Anschlussseite des mindestens einen DC-DC converter are connected together. In this case, a first connection side of the at least one DC-DC converter is assigned to the first sub-network and a second connection side of the at least one DC-DC converter to the second subnet, the first subnet having a multilevel converter with a plurality of individual modules, each individual module having an electrical energy store. The first terminal side of the at least one DC-DC converter is at least a double star point tap to the multilevel converter connected, wherein the double star point tap is realized via a first connection to a first neutral point of the multilevel converter and a second connection to a second neutral point of the multilevel converter. The IVIultilevelkonverter is adapted to provide at least one primary AC electrical voltage to the first subnetwork, and at the first terminal side of the at least one

Gleichspannungswandlers über den doppelten Sternpunktabgriff dem mindestens einen Gleichspannungswandler mindestens eine erste elektrische Gleichspannung DC converter via the double star point tap the at least one DC-DC converter at least a first DC electrical voltage

bereitzustellen. Der mindestens eine Gleichspannungswandler ist dazu ausgebildet, die mindestens eine erste Gleichspannung auf eine ausgehende zweite elektrische provide. The at least one DC-DC converter is adapted to the at least one first DC voltage to an outgoing second electrical

Gleichspannung zu transformieren und dem zweiten Teilnetz bereitzustellen. DC voltage to transform and provide the second subnet.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems umfasst der Gleichspannungswandler einen Transformator, der das erste Teilnetz und das zweite Teilnetz galvanisch voneinander trennt, wobei eine Primärseite des Transformators mit einer ersten Windungszahl dem ersten Teilnetz und eine Sekundärseite des In one embodiment of the energy supply system according to the invention, the DC-DC converter comprises a transformer which galvanically separates the first sub-network and the second sub-network, wherein a primary side of the transformer with a first number of turns of the first subnet and a secondary side of

Transformators mit einer zweiten Windungszahl dem zweiten Teilnetz zugeordnet ist. Dabei ist dem Transformator auf der Primärseite ein Inverter vorgeschaltet, der dazu ausgebildet ist, die über den doppelten Sternpunktabgriff abzugreifende mindestens eine erste Gleichspannung in eine erste Wechselspannung zu überführen und dem  Transformer with a second number of turns is assigned to the second subnet. In this case, the transformer is preceded by an inverter on the primary side, which is designed to convert the at least a first DC voltage to be taken over the double star point tap into a first AC voltage and the

Transformator bereitzustellen. Der Transformator ist dazu ausgebildet, die von dem Inverter bereitgestellte erste Wechselspannung in eine zweite Wechselspannung zu transformieren, wobei dem Transformator auf der Sekundärseite mindestens ein Gleichrichter nachgeschaltet ist, der dazu ausgebildet ist, die von dem Transformator bereitgestellte zweite Wechselspannung in die ausgehende zweite elektrische To provide transformer. The transformer is configured to transform the first AC voltage provided by the inverter into a second AC voltage, wherein the transformer on the secondary side, at least one rectifier is connected downstream, which is adapted to provide the second AC voltage provided by the transformer in the outgoing second electrical

Gleichspannung zu überführen. To convert DC voltage.

In Ausgestaltung ist die erste Windungszahl einer Spule der Primärseite des In an embodiment, the first number of turns of a coil of the primary side of

Transformators größer als die zweite Windungszahl einer Spule der Sekundärseite des Transformators. Alternativ ist denkbar, dass die erste Windungszahl der Spule der Primärseite kleiner als die zweite Windungszahl der Spule der Sekundärseite ist. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist der Transformer greater than the second number of turns of a coil of the secondary side of the transformer. Alternatively, it is conceivable that the first number of turns of the coil of the primary side is smaller than the second number of turns of the coil of the secondary side. According to a further embodiment, the

Gleichspannungswandller eine Wandlertopologie ohne galvanische Trennung auf.  Gleichspannungswandller a converter topology without galvanic isolation on.

Dabei ist es denkbar, dass der Gleichspannungswandler ein Wandler aus der Gruppe bestehend aus: Buck-Konverter, Boost-Konverter, Buck-Boost-Konverter, Boost-Buck- Konverter ist. It is conceivable that the DC-DC converter is a converter from the group consisting of: buck converter, boost converter, buck-boost converter, boost-buck converter.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems ist der doppelte Sternpunktabgriff über einen jeweiligen unmittelbaren oder mittelbaren In one embodiment of the energy supply system according to the invention, the double star point tap is over a respective immediate or indirect

Anschluss des ersten Sternpunkts und des zweiten Sternpunkts an die elektrischen Energiespeicher von den jeweiligen zu dem ersten Sternpunkt und dem zweiten Connecting the first neutral point and the second neutral point to the electrical energy storage of the respective to the first neutral point and the second

Sternpunkt des Multilevelkonverters nächstliegenden Einzelmodulen des Star point of the multilevel converter nearest individual modules of the

Multilevelkonverters, d.h. von den Sternpunktmodulen zu realisieren. Das Energieversorgungssystem ist bspw. in einem Kraftfahrzeug anzuordnen. Multilevel converter, i. to realize from the star point modules. The energy supply system is, for example, to be arranged in a motor vehicle.

Weiterhin ist dem ersten Teilnetz als Verbraucher eine elektrische Maschine zuzuordnen, die mehrere Phasen aufweist, wobei der Multilevelkonverter dazu ausgebildet ist, jeder Phase jeweils eine primäre Wechselspannung bereitzustellen. Furthermore, the first subnet is to be assigned as consumer an electrical machine which has a plurality of phases, wherein the multilevel converter is designed to provide a primary alternating voltage for each phase.

Der vorgestellte erfindungsgemäße Multilevelkonverter ist in Ausgestaltung als The presented multilevel converter according to the invention is in an embodiment as

Komponente des vorgestellten erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems ausgebildet, wobei mit dem Multilevelkonverter und/oder dem Component of the proposed power supply system according to the invention, wherein the multilevel converter and / or the

Energieversorgungssystem Verbraucher des Netzes, d. h. mindestens ein Verbraucher des ersten Teilnetzes, der üblicherweise als elektrische Maschine ausgebildet ist, sowie mindestens ein Verbraucher des zweiten Teilnetzes mit elektrischer Energie zu versorgen sind. In Ausgestaltung ist hierbei vorgesehen, dass eine derartige elektrische Maschine als elektrischer Motor betrieben wird, mit dem elektrische Energie in mechanische Energie umgewandelt wird. Alternativ oder ergänzend ist es auch möglich, dass diese elektrische Maschine je nach Anforderung als elektrischer Generator betrieben wird. Falls das Energieversorgungssystem und das Netz für ein Kraftfahrzeug vorgesehen sind, ist das Netz auch als Bordnetz des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Entsprechend sind die beiden Teilnetze als Teilbordnetze des Kraftfahrzeugs ausgebildet und/oder zu bezeichnen, die mit Spannungen zu betreiben sind, deren Amplituden bzw. maximale Werte unterschiedlich groß sind. In diesem Fall ist weiterhin vorgesehen, dass die elektrische Maschine als Verbraucher des ersten Teilnetzes, dessen Spannung eine Amplitude mit einem großen Wert aufweist, sofern sie als elektrischer Motor betrieben wird, zum Antreiben bzw. Fortbewegen des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Falls die elektrische Maschine alternativ hierzu als elektrischer Generator betrieben wird, ist mit dieser mechanische Energie des Kraftfahrzeugs, bspw. bei einem Rekuperationsbetrieb, in elektrische Energie zu wandeln, wobei dabei bereitgestellte elektrische Energie in einem Energiespeicher des elektrischen Netzes zu speichern ist. Ein Verbraucher des zweiten Teilnetzes, dessen Spannung in der Regel niedriger ist, ist bspw. zur Energy supply system consumers of the network, ie at least one consumer of the first subnet, which is usually designed as an electrical machine, and at least one consumer of the second subnet to be supplied with electrical energy. In an embodiment, it is provided that such an electrical machine is operated as an electric motor with which electrical energy is converted into mechanical energy. Alternatively or additionally, it is also possible that this electrical machine is operated as an electric generator depending on the requirement. If the energy supply system and the network are provided for a motor vehicle, the network is also designed as an on-board network of the motor vehicle. Correspondingly, the two subnetworks are designed and / or designated as partial subsystems of the motor vehicle which are to be operated with voltages whose amplitudes or maximum values are of different sizes. In this case, it is further provided that the electrical machine is designed as a consumer of the first subnetwork whose voltage has an amplitude of a large value, if it is operated as an electric motor, for driving or moving the motor vehicle. If the electric machine is alternatively operated as an electrical generator, this mechanical energy of the motor vehicle, for example. In a recuperation, to convert into electrical energy, while providing electrical energy to be stored in an energy storage of the electrical network. A consumer of the second subnetwork, whose voltage is usually lower, is, for example. For

Durchführung einer Kontrollfunktion des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Carrying out a control function of the motor vehicle trained.

Das vorgestellte erfindungsgemäße Verfahren ist mit dem Multilevelkonverter und/oder dem Energieversorgungssystem durchzuführen, wobei das Verfahren mit dem The proposed method according to the invention is to be carried out with the multilevel converter and / or the power supply system, the method having the

Multilevelkonverter und/oder dem Energieversorgungssystem zu kontrollieren und somit zu steuern und/oder zu regeln ist. Multilevel converter and / or the power supply system to control and thus to control and / or to regulate.

In Ausgestaltung ist der Multilevelkonverter als Hochspanungs-Multilevelkonverter ausgebildet, falls das erste Teilnetz mit einer höheren Spannung als das mindestens eine zweite Teilnetz zu betreiben ist. Der Wert der Frequenz der mindestens einen primären Wechselspannung, die von dem Multilevelkonverter breitgestellt wird und mit der der Verbraucher des ersten Teilnetzes zu versorgen ist, ist in der Regel vergleichsweise niedrig und beträgt maximal zwei Kilohertz. In an embodiment, the multilevel converter is designed as a high-voltage multilevel converter if the first subnetwork is to be operated with a higher voltage than the at least one second subnetwork. The value of the frequency of the at least one primary alternating voltage, which is provided by the multilevel converter and with which the load of the first subnetwork is to be supplied, is generally comparatively low and amounts to a maximum of two kilohertz.

Der Multilevelkonverter ist bspw. als modularer Multilevelkonverter (modular multilevel Converter, MMC) oder MMSPC ausgebildet. Ein als MMSPC ausgebildeter The multilevel converter is designed, for example, as a modular multilevel converter (MMC) or MMSPC. One trained as MMSPC

Multilevelkonverter ist in der Druckschrift "Modular Multilevel Converter with Series and Parallel Module Connectivity: Topology and Control."(IEEE Transaction on Power Multilevel converter is in the publication "Modular Multilevel Converter with Series and Parallel Module Connectivity: Topology and Control. "(IEEE Transaction on Power

Electronics) von S. M. Goetz, A. V. Peterchev und T. Weyh beschrieben. Electronics) by S.M. Goetz, A.V. Peterchev and T. Weyh.

In der Regel weist die mindestens eine zu erzeugende primäre Wechselspannung eine hohe Dynamik auf. Üblicherweise ist der Wert der Amplitude der mindestens einen primären Wechselspannung im Größenbereich von > 200V. Durch Kombination mehrerer primärer Wechselspannungen, die von dem Multilevelkonverter überlagert werden, ist ein sogenanntes Frequenzmultiplexing der primären Wechselspannungen möglich, wobei die derart miteinander kombinierten primären Wechselspannungen zum Versorgen des Verbrauchers des ersten Teilnetzes ausgehend von dem Multilevelkonverter zu versorgen sind. Die Amplitude und/oder Frequenz der primären Wechselspannungen werden an Erfordernisse des Verbrauchers des ersten Teilnetzes angepasst. As a rule, the at least one primary alternating voltage to be generated has a high degree of dynamics. Usually, the value of the amplitude of the at least one primary AC voltage is in the size range of> 200V. By combining a plurality of primary alternating voltages, which are superimposed by the multilevel converter, so-called frequency multiplexing of the primary alternating voltages is possible, whereby the primary alternating voltages thus combined are to be supplied to supply the load of the first subnetwork starting from the multilevel converter. The amplitude and / or frequency of the primary alternating voltages are adapted to requirements of the consumer of the first subnetwork.

Eine Hochpasscharakteristik des in Ausgestaltung vorgesehenen Transformators ist durch Auswahl eines Werts einer Induktivität mindestens einer der beiden Spulen bzw. des Transformators einzustellen, wobei die Induktivität der jeweiligen Spule abhängig von ihrer Windungszahl ist. A high-pass characteristic of the transformer provided in the embodiment is to be set by selecting a value of an inductance of at least one of the two coils or of the transformer, wherein the inductance of the respective coil is dependent on its number of turns.

Die Anregung des Transformators wird durch den Wert der Frequenz und/oder der Amplitude der ersten Wechselspannung, die von dem Multilevelkonverter über den dem Transformator vorgeschalteten Wechselrichter bereitgestellt wird, eingestellt. The excitation of the transformer is set by the value of the frequency and / or the amplitude of the first AC voltage provided by the multilevel converter via the inverter upstream of the transformer.

Die Sekundärseite des in Ausgestaltung vorgesehenen Transformators ist dann mit mindestens einem Gleichrichter und somit ggf. einer Topologie aus mehreren The secondary side of the transformer provided in the embodiment is then provided with at least one rectifier and thus possibly a topology of several

Gleichrichtern verbunden, wobei an dem mindestens einen Gleichrichter wiederum mindestens ein Verbraucher des zweiten Teilnetzes angeschlossen ist, wobei die von dem Transformator bereitgestellte ausgehende zweite Wechselspannung von dem mindestens einen Gleichrichter in die zweite Gleichspannung umgewandelt wird. Der mindestens eine Gleichrichter ist üblicherweise aktiv oder passiv ausgebildet und weist in der Regel mindestens eine DC-Regelstufe auf, die bspw. als Buck,- Boost-, oder Buck- Boost-Stufe ausgebildet ist. Ferner kann dem Gleichrichter ein Inverter nachgeschaltet sein, um eine Ausgabe von 110V oder 240V zu realisieren. Die aus dem mindestens einen Gleichrichter gebildete Topologie ist zumindest einpulsig oder mehrpulsig, bspw. einpulsig bis zwölfpulsig ausgebildet. Zum aktiven Regeln des mindestens einen Rectifiers connected to the at least one rectifier turn at least one load of the second subnet is connected, wherein the output of the transformer provided by the second alternating voltage is converted by the at least one rectifier into the second DC voltage. The at least one rectifier is usually active or passive and generally has at least one DC control stage, which is embodied, for example, as a Buck, Boost, or Buck Boost stage. Furthermore, the rectifier can be followed by an inverter to realize an output of 110V or 240V. The topology formed by the at least one rectifier is at least one pulse or multi-pulse, for example one-pulse to twelve-pulse. To actively control the at least one

Gleichrichters ist bspw. ein als Feldeffekttransistor (FET) ausgebildeter Halbleiterbaustein zu verwenden. Zum passiven Regeln ist bspw. mindestens eine Diode zu verwenden. Rectifier is, for example, to use as a field effect transistor (FET) formed semiconductor device. For passive rules, for example, at least one diode is to be used.

Bei einer ersten möglichen Ausführungsform des Verfahrens, des Multilevelkonverters und/oder des Energieversorgungssystems ist vorgesehen, dass das erste Teilnetz als Hochspannungsversorgungsnetz und das zweite Teilnetz als In a first possible embodiment of the method, of the multilevel converter and / or of the energy supply system, it is provided that the first subnetwork as the high-voltage power supply network and the second subnetwork as

Niederspannungsversorgungsnetz ausgebildet ist. Dabei weist das zweite Teilnetz in Ausgestaltung mindestens einen eigenen Energiespeicher, bspw. einen Kondensator und/oder eine Batterie, auf. Ein durchschnittlicher Leistungsbedarf des ersten Teilnetzes ist hierbei um ein Vielfaches, bspw. einen Faktor fünf, höher als der durchschnittliche Leistungsbedarf des zweiten Teilnetzes. Falls das Energieversorgungssystem und somit das elektrische Netz für ein Kraftfahrzeug verwendet wird, beträgt der durchschnittliche Leistungsbedarf des zweiten Teilnetzes mit einer maximalen Spannung von bspw. 12V, 24V, 48V, 400V, 800V 1 bis 3 kW. Dagegen beträgt der Leistungsbedarf des ersten Teilnetzes je nach Ausgestaltung des anzutreibenden Kraftfahrzeugs für dessen Antrieb bspw. 20 kW bis 400 kW. Low-voltage power supply network is formed. In this case, the second subnetwork in design has at least one own energy store, for example a capacitor and / or a battery. An average power requirement of the first subnetwork is a multiple, for example a factor of five, higher than the average power requirement of the second subnetwork. If the power supply system and thus the electrical network for a motor vehicle is used, the average power requirement of the second subnetwork with a maximum voltage of, for example, 12V, 24V, 48V, 400V, 800V is 1 to 3 kW. By contrast, the power requirement of the first subnetwork, depending on the configuration of the motor vehicle to be driven for its drive, for example, 20 kW to 400 kW.

Bei dem erfindungsgemäß vorgesehenen bzw. durchzuführenden doppelten In the inventively provided or to be performed double

Sternpunktabgriff der ersten Gleichspannung von dem Mulitlevelkonverter bzw. von dessen Sternpunktmodulen wird Leistung dem ersten Teilnetz entzogen. Damit eine aktuelle Leistung des ersten Teilnetzes, die sich aus einem eigentlichen Soll-Strom- oder Soll-Spannungsverlauf auf Grundlage der mindestens einen primären Wechselspannung ergibt, einem aktuellen Regelsoll folgt, ist die abzugreifende bzw. abgegriffene erste Gleichspannung über eine dynamische Leistungsregelung des ersten Teilnetzes im Wesentlichen zu kompensieren. Durch Nutzung der Freiheitsgrade des Multilevelkonverters als physikalischer Schaltung wird der Spannungsabgriff relativ zu Referenzpunkten des Multilevelkonverters durchgeführt. Dabei entsprechen diese Referenzpunkte jeweiligen Sternpunkten des üblicherweise mehrphasigen Multilevelkonverters bzw. Multilevelumrichters. Der Abgriff der mindestens einen ersten Gleichspannung wird hierbei zwischen jeweiligen Star point tap of the first DC voltage from the Mulitlevelkonverter or from its neutral point modules power is removed from the first subnet. In order for a current power of the first subnetwork, which results from an actual nominal current or desired voltage profile based on the at least one primary AC voltage, to follow a current control setpoint, the first DC voltage to be tapped or tapped is via a dynamic power control of the first subnetwork essentially to compensate. By using the degrees of freedom of the multilevel converter as a physical circuit, the voltage tap becomes relative to reference points of the multilevel converter carried out. These reference points correspond to respective star points of the multiphase multilevel converter or multilevel converter. The tap of the at least one first DC voltage is in this case between each

Anschlüssen der Sternpunktmodule an den beiden Sternpunkten durchgeführt. Der Gleichspannungsabgriff wird parallel an Anschlüssen aller Sternpunktmodule des Connections of the star point modules carried out at the two star points. The DC voltage tap is connected in parallel to connections of all star point modules of the

Multilevelkonverters, d.h. an allen Phasen durchgeführt, wobei eine gleichmäßige Multilevel converter, i. performed at all stages, with a uniform

Lastverteilung auf alle Stränge des Multilevelkonverters erfolgt. Load distribution takes place on all strands of the multilevel converter.

Mit dem vorgestellten Multilevelkonverter bzw. Multilevelumrichter ist eine primäre Wechselspannung bereitzustellen, die eine geringe Verzerrung aufweist, wodurch Störungen anderer elektrischer Geräte vermieden werden. Innerhalb des ersten With the presented multilevel converter or multilevel converter is to provide a primary AC voltage, which has a low distortion, which disturbances of other electrical devices are avoided. Within the first

Teilnetzes wird elektrische Energie, die von dem Multilevelkonverter bereitgestellt wird, von der elektrischen Maschine zum Antreiben des Kraftfahrzeugs verwendet. Dabei ist es möglich, die elektrische Maschine ausgehend von dem Multilevelkonverter Subnetwork, electrical energy provided by the multilevel converter is used by the electric machine to drive the motor vehicle. It is possible, the electric machine starting from the multilevel converter

spannungsgesteuert zu betreiben. to operate voltage-controlled.

Der Multilevelkonverter ist bspw. als Neutral-Point-Clamped-(NPC)-Converter, der an einem Sternpunkt einen Neutralleiter aufweist, als Flying Capacitor, als modularer The multilevel converter is, for example, as a neutral-point-clamped (NPC) converter, which has a neutral at a neutral point, as a flying capacitor, as a modular

Multilevelkonverter oder als MMSPC ausgebildet, mit denen jeweils bspw. Wechsel- oder Drehstromspannungen für mindestens eine elektrische Maschine zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden können. Eine derartige zur Versorgung vorgesehene Spannung weist einen Wert im Hochvoltbereich größer 60 Volt, üblicherweise größer 200 Volt auf und wird in der Regel aus mehreren Energiespeichern, bspw. Hochvoltspeichern, gespeist. Mindestens ein Ausgang des Multilevelkonverters ist von dem mindestens einen Hochvoltspeicher galvanisch getrennt. Falls der Multilevelkonverter mehrere Ausgänge aufweist, sind diese ebenfalls voneinander galvanisch getrennt. Multilevel converter or designed as MMSPC, with each of which, for example, alternating or three-phase voltages for at least one electric machine for driving a motor vehicle can be provided. Such provided for supply voltage has a value in the high-voltage range greater than 60 volts, usually greater than 200 volts and is usually from several energy storage, eg. High-voltage storage, fed. At least one output of the multilevel converter is galvanically isolated from the at least one high-voltage storage. If the multilevel converter has several outputs, these are also galvanically isolated from each other.

Über das erste Teilnetz, das den Multilevelkonverter aufweist, ist die elektrische About the first subnetwork, which has the multilevel converter is the electrical

Maschine mit Energie zu versorgen, wobei das erste Teilnetz als Hochspannungssystem ausgebildet und/oder zu bezeichnen ist. Dagegen ist das zweite Teilnetz als To provide power to the machine, wherein the first subnet is designed and / or designated as a high voltage system. In contrast, the second subnet is called

Niederspannungssystem ausgebildet und/oder zu bezeichnen, über das weitere Verbraucher, bspw. Beleuchtungseinrichtungen, Nebenaggregate, Kontroll- bzw. Low-voltage system formed and / or to designate the other Consumers, eg. Lighting equipment, ancillaries, control or

Steuermodule oder Kommunikationseinrichtungen des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie zu versorgen sind. Das zweite Teilnetz weist bspw. eine maximale Spannung von 12 V, 24 V, 48 V, 400 V, 800 V auf. Dagegen weist das erste Teilnetz Spannungen von bspw. 110 V oder 240 V auf. Control modules or communication devices of the motor vehicle to be supplied with electrical energy. The second subnetwork has, for example, a maximum voltage of 12 V, 24 V, 48 V, 400 V, 800 V. In contrast, the first subnet has voltages of, for example, 110 V or 240 V.

In möglicher Ausgestaltung sind die Teilnetze über den Transformator voneinander galvanisch getrennt, so dass ein eventueller Halbleiterschaden im ersten Teilnetz keine leitende Verbindung zu dem zweiten Teilnetz und damit bspw. keine lebensgefährliche Berührspannung erzeugen kann. Der zum Bereitstellen der elektrischen Energie verwendete Multilevelkonverter weist ein geringes Gewicht auf und benötigt nur einen geringen Bauraum. Über den Multilevelkonverter kann mit mindestens einem Umrichter eine galvanisch trennende Wandlerfunktion umgesetzt werden. Der bspw. modulare Multilevelkonverter ist in Ausgestaltung als M2SPC (modularer Multilevel-Parallel-Seriell- Konverter) ausgebildet und umfasst Kondensatoren und/oder Batterien als mehrere Energiespeicher bzw. Komponenten der Einzelmodule des Multilevelkonverters. In a possible embodiment, the subnets are galvanically isolated from each other via the transformer, so that a possible semiconductor damage in the first subnet can not produce a conductive connection to the second subnet and thus, for example, no life-threatening touch voltage. The multilevel converter used to provide the electrical energy has a low weight and requires only a small space. The multilevel converter can be used to implement a galvanically isolated converter function with at least one inverter. The modular multilevel converter, for example, is embodied as an M2SPC (modular multilevel parallel-serial converter) and comprises capacitors and / or batteries as multiple energy stores or components of the individual modules of the multilevel converter.

Der mehrere Einzelmodule umfassende Multilevelkonverter wird als zentraler The multilevel converter, which comprises several individual modules, is considered to be more central

Energiespeicher des Energieversorgungssystems verwendet, wobei mit dem Energy storage of the power supply system used, with the

Multilevelkonverter innerhalb des ersten Teilnetzes eine hohe Spannung zu erzeugen ist. Ausgehend von dem Gleichspannungsabgriff an Sternpunktmodulen des Multilevel converter within the first subnet to generate a high voltage. Starting from the DC voltage tap to star point modules of the

Multilevelkonverters wird mit dem Gleichspannungswandler für das zweite Teilnetz eine hierzu vergleichsweise geringe Spannung bereitgestellt, wobei diese beiden Teilnetze über den Gleichspannungswandler voneinander getrennt sind. Die von dem Multilevel converter is provided with the DC-DC converter for the second subnet a comparatively low voltage, these two subnets are separated from each other via the DC-DC converter. The one of the

Multilevelkonverter bereitgestellte Spannung ist nur geringen Fluktuationen unterworfen. Mit dem Multilevelkonverter sind mehrere Batterien als Energiespeicher dynamisch rekonfigurierbar und somit auch für ein Kraftfahrzeug einzusetzen. Multilevel converter provided voltage is subject to only slight fluctuations. With the multilevel converter several batteries can be dynamically reconfigured as energy storage and thus also be used for a motor vehicle.

In Ausgestaltung wird mit dem üblicherweise modularen Multilevelkonverter aus mehreren Energiespeichern der Einzelmodule, die bspw. als Gleichspannungsquellen ausgebildet sind, die Wechselspannung für das erste Teilnetz, das den hohen Wert der Spannung aufweist, erzeugt. Bei dem vorgestellten Energieversorgungssystem wird das zweite Teilnetz über den Gleichspannungswandler mit dem ersten Teilnetz verbunden, wobei zwischen den beiden Teilenetzen ein Energieaustausch ermöglicht wird. Der in Ausgestaltung vorgesehene Transformator als Teil des Gleichspannungswandlers wird mit der üblicherweise geringen ersten durch den vorgeschalteten Inverter bereitgestellten ersten Wechselspannung mit elektrischer Energie versorgt. Diese erste Wechselspannung wird über die erste Gleichspannung erzeugt, wobei über den vorgesehenen doppelten Sternpunktabgriff ermöglicht wird, dass die abgegriffene erste Gleichspannung einen Betrieb der elektrischen Maschine im Wesentlichen nicht beeinflusst. In an embodiment, with the usually modular Multilevelkonverter of several energy storage devices of the individual modules, which are formed, for example, as a DC voltage sources, the AC voltage for the first subnetwork, the high value of the voltage has generated. In the proposed power supply system, the second subnet is connected via the DC-DC converter to the first subnet, wherein an energy exchange is made possible between the two subnetworks. The transformer provided as part of the DC-DC converter is supplied with electrical energy with the usually small first first AC voltage provided by the upstream inverter. This first AC voltage is generated via the first DC voltage, wherein it is possible via the provided double star point tap that the tapped first DC voltage substantially does not affect an operation of the electrical machine.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen. Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben. Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform des The invention is schematically illustrated by means of embodiments in the drawings and will be described schematically and in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of the invention

erfindungsgemäßen Multilevelkonverters. inventive multilevel converter.

Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform des FIG. 2 shows a schematic representation of a first embodiment of the invention

erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems. Figur 3 zeigt in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems. Energy supply system according to the invention. FIG. 3 shows a schematic representation of a second embodiment of the energy supply system according to the invention.

Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleichen The figures are described coherently and comprehensively. equal

5 Komponenten sind dieselben Bezugsziffern zugeordnet.  5 components are assigned the same reference numbers.

Die in Figur 1 schematisch dargestellte erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Multilevelkonverters 10 umfasst einen ersten Strang 12 mit vier Einzelmodulen 14a, 14b, 14c, 14d, einen zweiten Strang 16 mit ebenfalls vier Einzelmodulen 18a, 18b, 18c, 18dThe first embodiment of the multilevel converter 10 according to the invention shown schematically in FIG. 1 comprises a first strand 12 with four individual modules 14a, 14b, 14c, 14d, a second strand 16 with likewise four individual modules 18a, 18b, 18c, 18d

10 und einen dritten Strang 20 mit vier Einzelmodulen 22a, 22b, 22c, 22d. Dabei ist es möglich, jeden der genannten Stränge 12, 16, 20 auch als Arm des Multilevelkonverters 10 zu bezeichnen. Dieser hier modulare Multilevelkonverter ist bspw. als MMC, MMSPC oder Matroschka-Umrichter ausgebildet, der in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2015 112 513 beschrieben ist. Jedes der Einzelmodule 14a, 14b, 14c, 14d, 18a, 18b,10 and a third strand 20 with four individual modules 22a, 22b, 22c, 22d. It is possible to designate each of said strands 12, 16, 20 as the arm of the multilevel converter 10. This modular multilevel converter is designed, for example, as an MMC, MMSPC or Matroschka converter, which is described in the German patent application DE 10 2015 112 513. Each of the individual modules 14a, 14b, 14c, 14d, 18a, 18b,

15 18c, 18d, 22a, 22b, 22c, 22d umfasst mindestens einen Energiespeicher, bspw. einen Kondensator oder eine Batterie, weshalb der Multilevelkonverter 10 mehrere verteilte Energiespeicher aufweist. Mit Energiespeichern der Einzelmodule 14a, 14b, 14c, 14d des ersten Strangs ist hier einer ersten Phase einer elektrischen Maschine Energie bereitzustellen. Einer zweiten Phase dieser elektrischen Maschine ist über die 15 18c, 18d, 22a, 22b, 22c, 22d comprises at least one energy store, for example a capacitor or a battery, for which reason the multilevel converter 10 has a plurality of distributed energy stores. With energy storage of the individual modules 14a, 14b, 14c, 14d of the first strand, energy is to be provided here to a first phase of an electrical machine. A second phase of this electric machine is about the

20 Einzelmodule 18a, 18b, 18c, 18d des zweiten Strangs 16 elektrische Energie  20 individual modules 18a, 18b, 18c, 18d of the second strand 16 electrical energy

bereitzustellen. Außerdem ist mit den Einzelmodulen 22a, 22b, 22c, 22d, des dritten Strangs 20 einer dritten Phase der elektrischen Maschine Energie bereitzustellen.  provide. In addition, with the individual modules 22a, 22b, 22c, 22d, of the third strand 20 of a third phase of the electrical machine to provide energy.

Die in Figur 2 schematisch dargestellte erste Ausführungsform des The schematically illustrated in Figure 2 first embodiment of the

25 Energieversorgungssystems 40 umfasst ein erstes Teilnetz 42 und ein zweites Teilnetz 34. Das erste Teilnetz 42 umfasst eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Multilevelkonverters 45, der wiederum drei zueinander parallel geschaltete Stränge 47, 49, 51 bzw. Arme aufweist, wobei ein erster derartiger Strang 47 ein erstes Einzelmodul 48a, ein zweites Einzelmodul 48b, ein drittes Einzelmodul 48c und ein viertes The first subnetwork 42 comprises a second embodiment of the multilevel converter 45 according to the invention, which in turn has three strands 47, 49, 51 or arms connected in parallel to each other, a first such strand 47 a first single module 48a, a second single module 48b, a third single module 48c and a fourth one

30 Einzelmodul 48d aufweist. Ein zweiter Strang 49 des Multilevelkonverters 45 weist ein erstes Einzelmodul 50a, ein zweites Einzelmodul 50b, ein drittes Einzelmodul 50c und ein viertes Einzelmodul 50d auf. Außerdem umfasst der Multilevelkonverter 45 einen dritten Strang 51 mit einem ersten Einzelmodul 52a, einem zweiten Einzelmodul 52b, einem dritten Einzelmodul 52c und einem vierten Einzelmodul 52d. Hierbei weisen sämtliche Einzelmodule 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d jeweils 5 einen als Batterie oder als Kondensator ausgebildeten Energiespeicher auf. 30 individual module 48d has. A second strand 49 of the multilevel converter 45 has a first individual module 50a, a second individual module 50b, a third individual module 50c and a fourth individual module 50d on. In addition, the multilevel converter 45 comprises a third strand 51 having a first individual module 52a, a second individual module 52b, a third individual module 52c and a fourth individual module 52d. In this case, all the individual modules 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d each have an energy store designed as a battery or as a capacitor.

Weiterhin umfasst der Multilevelkonverter 45 eine Kontrolleinheit 54. Jeweils ein Strang 47, 49, 51 des Multilevelkonverters 42 ist einer Phase von insgesamt drei Phasen U, V, W eines elektrischen Verbrauchers 58 zugeordnet, der hier als elektrische Maschine 10 ausgebildet ist. In each case one strand 47, 49, 51 of the multilevel converter 42 is assigned to a phase of a total of three phases U, V, W of an electrical load 58, which is embodied here as an electrical machine 10.

Beim Betrieb des Multilevelkonverters 45 wird ein Wert einer Amplitude einer primären Wechselspannung, die einer jeweiligen Phase U, V, W des Verbrauchers 58 During operation of the multilevel converter 45, a value of an amplitude of a primary alternating voltage, that of a respective phase U, V, W of the consumer 58

bereitzustellen ist, über die Kontrolleinheit 54 eingestellt. Dabei ist einer ersten Phase U 15 der erste Strang 47 mit den Einzelmodulen 48a, 48b, 48c, 48d zugeordnet. Einer  is to be provided via the control unit 54. Here, a first phase U 15 of the first strand 47 with the individual modules 48a, 48b, 48c, 48d assigned. one

zweiten Phase V des Verbrauchers 58 ist der zweite Strang 49 mit den Einzelmodulen 50a, 50b, 50c, 50d zugeordnet. Außerdem ist der dritten Phase W des Verbrauchers 58 der dritte Strang 51 mit den Einzelmodulen 52a, 52b, 52c, 52d zugeordnet.  second phase V of the consumer 58, the second strand 49 is associated with the individual modules 50a, 50b, 50c, 50d. In addition, the third phase W of the load 58 of the third strand 51 is associated with the individual modules 52a, 52b, 52c, 52d.

20 Sämtliche Einzelmodule 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d sind gleichartig ausgebildet und weisen jeweils eine gleichartigen Energiespeicher auf, mit dem jeweils eine Wechselspannung bereitzustellen ist, deren Amplitude denselben Wert aufweist. Je nachdem, welchen Wert die Amplitude der Wechselspannung aufweisen soll, die einer jeweiligen Phase U, V, W bereitzustellen ist, wird bzw. werden von der20 All individual modules 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d are of similar design and each have a similar energy storage, with each of which an alternating voltage is to provide whose amplitude has the same value , Depending on what value the amplitude of the AC voltage should have, which is to provide a respective phase U, V, W, is or be of the

25 Kontrolleinheit 54 innerhalb eines jeweiligen Strangs 47, 49, 51 mindestens ein 25 control unit 54 within a respective strand 47, 49, 51 at least one

Einzelmodul 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d, in der Regel mehrere Einzelmodule 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d aktiviert, wobei je nach dem Wert der bereitzustellenden Amplitude der Wechselspannung bspw. mindestens zwei Einzelmodule 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, Single module 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d, generally a plurality of individual modules 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d activated, whereby, depending on the value of the amplitude of the alternating voltage to be provided, for example at least two individual modules 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a,

30 52b, 52c, 52d innerhalb eines jeweiligen Strangs 47, 49, 51 zueinander in Reihe 30 52b, 52c, 52d within a respective strand 47, 49, 51 to each other in series

und/oder parallel geschaltet werden. Hier ist in der Regel vorgesehen, dass das erste Teilnetz 42 mit einer Spannung betrieben wird, die höher als eine zweite Spannung des zweiten Teilnetzes 34 ist. Beide Teilnetze 42, 34 sind hier über einen galvanisch trennenden Transformator 60 miteinander verbunden, wobei die Primärseite des Transformators 60 dem ersten Teilnetz 42 und eine Sekundärseite des Transformators 60 dem zweiten Teilnetz 34 zugeordnet ist. Außerdem ist dem Transformator 60 innerhalb des zweiten Teilnetzes 34 ein Gleichrichter 62 nachgeschaltet, an dem ein Energiespeicher 64 angeschlossen ist. Weiterhin ist für den Multilevelkonverter 45 ein erster Sternpunkt 66 und ein zweiter Sternpunkt 67 definiert. Jeder der drei Stränge 47, 49, 51 ist über jeweils ein and / or in parallel. Here, it is generally provided that the first subnet 42 is operated with a voltage which is higher than a second voltage of the second subnet 34. Both subnetworks 42, 34 are connected to each other here via a galvanically isolating transformer 60, wherein the primary side of the transformer 60 is assigned to the first subnetwork 42 and a secondary side of the transformer 60 to the second subnetwork 34. In addition, the transformer 60 is connected downstream of a rectifier 62 within the second subnetwork 34, to which an energy store 64 is connected. Furthermore, a first neutral point 66 and a second neutral point 67 are defined for the multilevel converter 45. Each of the three strands 47, 49, 51 is above each one

Einzelmodul, Strang 47 über Einzelmodul 48a, Strang 49 über Einzelmodul 50a und Strang 51 über Einzelmodul 52a, mit den Sternpunkten 66 und 67 verbunden. Dabei ist jedes dieser Einzelmodule 48a, 50a bzw. 52a über seinen jeweiligen Energiespeicher mittelbar oder unmittelbar sowohl mit dem Sternpunkt 66 als auch mit dem Sternpunkt 67 verbunden, so dass darüber bei Durchführung einer Ausführungsform des Single module, strand 47 via individual module 48a, strand 49 via individual module 50a and strand 51 via individual module 52a, connected to star points 66 and 67. Each of these individual modules 48a, 50a and 52a is connected via its respective energy store indirectly or directly to both the star point 66 and the neutral point 67, so that when performing an embodiment of the

erfindungsgemäßen Verfahrens von den Einzelmodulen 48a, 50a, 52a, die auch als Sternpunktmodule bezeichnet werden, eine erste Gleichspannung abgegriffen wird. Die so abgegriffene erste Gleichspannung wird dann einem Wechselrichter 55 zugeführt, der die erste Gleichspannung in eine erste Wechselspannung überführt und dem inventive method of the individual modules 48a, 50a, 52a, which are also referred to as star point modules, a first DC voltage is tapped. The thus tapped first DC voltage is then fed to an inverter 55, which converts the first DC voltage into a first AC voltage and the

Transformator 60 bereitstellt. Die Primärseite des Transformators 60 ist mit dem Wechselrichter 55 verbunden. Die Sekundärseite des Transformators 60 ist mit dem nachgeschalteten Gleichrichter 62 verbunden. Der Transformator 60 transformiert die erste Wechselspannung in eine zweite Wechselspannung, die über den nachgeschalteten Gleichrichter 62 in eine zweite Gleichspannung überführt wird. Die zweite Gleichspannung wird dem zweiten Teilnetz 34 bereitgestellt und hier dem Energiespeicher 64 zugeführt. Transformer 60 provides. The primary side of the transformer 60 is connected to the inverter 55. The secondary side of the transformer 60 is connected to the downstream rectifier 62. The transformer 60 transforms the first AC voltage into a second AC voltage, which is converted via the downstream rectifier 62 into a second DC voltage. The second DC voltage is provided to the second subsystem 34 and supplied to the energy storage 64 here.

Die hier dargestellte Hintereinanderschaltung von Wechselrichter 55, Transformator 60 und Gleichrichter 62 realisiert einen Gleichspannungswandler, der das erste Teilnetz 42 und das zweite Teilnetz 34 voneinander galvanisch trennt. Die galvanische Trennung wird hier durch den Transformator 60 gewährleistet. Die galvanische Trennung stellt sicher, dass ein eventueller Halbleiterschaden im ersten Teilnetz 42 keine leitende Verbindung zu dem zweiten Teilnetz 34 und damit bspw. keine lebensgefährliche Berührspannung erzeugen kann. Bei Durchführung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mit den Einzelmodulen 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d, des jeweiligen Strangs 47, 49, 51 ein drei-Phasen System bereitgestellt. The series connection of inverter 55, transformer 60 and rectifier 62 shown here implements a DC-DC converter which electrically separates the first sub-network 42 and the second sub-network 34. The galvanic isolation is ensured here by the transformer 60. The galvanic isolation ensures that a possible semiconductor damage in the first sub-network 42 can not produce a conductive connection to the second sub-network 34 and thus, for example, no perilous touch voltage. In carrying out an embodiment of the method according to the invention, a three-phase system is provided with the individual modules 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d, of the respective strand 47, 49, 51.

Hierbei ist der erste Strang 47 einer ersten Phase U, der zweite Strang 49 einer zweiten Phase V und der dritte Strang 51 einer dritten Phase W des Verbrauchers 58 zugeordnet. Bei dem Verfahren wird ein jeweiliges Potential der Sternpunkte 66, 67 nicht eindeutig festgelegt, sondern auf eine jeweilige Mittelpunktspannung der drei Phasen U, V, W eingeregelt. Mit dem Multilevelkonverter 45, der hier als Dreiphasen-MMSPC ausgebildet ist, wird über den Transformator 60 eine integrierte galvanisch getrennte Versorgung von Here, the first strand 47 of a first phase U, the second strand 49 of a second phase V and the third strand 51 of a third phase W of the consumer 58 is assigned. In the method, a respective potential of the star points 66, 67 is not clearly defined, but adjusted to a respective midpoint voltage of the three phases U, V, W. With the multilevel converter 45, which is designed here as a three-phase MMSPC, via the transformer 60 is an integrated galvanically isolated supply of

Verbrauchern des zweiten Teilnetzes 34 ermöglicht. Consumers of the second subnet 34 allows.

Die in Figur 3 schematisch dargestellte zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems 70 umfasst ein erstes Teilnetz 72 und ein zweites Teilnetz 74. Das erste Teilnetz 72 umfasst eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Multilevelkonverters 75. Hierbei ist vorgesehen, dass die dritte Ausführungsform des Multilevelkonverters 75 weitgehend baugleich zu der zweiten Ausführungsform des Multilevelkonverters 45 ausgebildet ist. The second embodiment of the energy supply system 70 according to the invention, shown schematically in FIG. 3, comprises a first subnetwork 72 and a second subnetwork 74. The first subnetwork 72 comprises a third embodiment of the multilevel converter 75 according to the invention. It is provided that the third embodiment of the multilevel converter 75 is largely identical in construction to The second embodiment of the multilevel converter 45 is formed.

Auch hier wird ein Wert einer Amplitude einer primären Wechselspannung für eine jeweilige Phase U, V, W des Verbrauchers 58 durch eine Reihen- und/oder Again, a value of an amplitude of a primary AC voltage for a respective phase U, V, W of the load 58 by a series and / or

Parallelschaltung der Einzelmodule 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d eines jeweiligen Strangs 47, 49, 51 bereitgestellt. Die zweite Ausführungsform des Energieversorgungssystems 70 unterschiedet sich dadurch von der ersten Ausführungsform aus Figur 2, dass ein sich zwischen dem ersten Teilnetz 72 und dem zweiten Teilnetz 74 befindender Gleichspannungswandler 65 nicht durch eine Hintereinanderschaltung von Wechselrichter, Transformator und Gleichrichter realisiert ist, sondern hier als ein Gleichspannungswandler 65 ohne galvanische Trennung ausgeführt ist. Dabei wird einer der beiden Sternpunkte 66, 67, hier Sternpunkt 66 direkt geerdet, während der andere Sternpunkt, hier Sternpunkt 67, mit einem Energiespeicher in Form einer Induktivität bzw. Spule 61 verbunden ist. Der Spule 61 nachgeschaltet sind zwei wiederum in Reihe zueinander geschaltete Transistoren 63a, 63b, die hier jeweils als ein MOSFET ausgebildet sind. Über die Schaltung von Spule 61 und MOSFETs 63a, 63b wird wiederum ein Gleichspannungswandler 65 realisiert. Die MOSFETs 63a und 63b sind hier in Reihe zueinander geschaltet, wobei die beiden MOSFETs 63a, 63b jeweils mindestens gegen das Potential von Sternpunkt 66 geregelt sind. Die Quellenanschlüsse der MOSFETs 63a und 63b sind einander zugewandt. Der Drain- bzw. Abfluss-Anschluss des MOSFETs 63a ist mit der Spule 61 verbunden und der Drain-Anschluss des MOSFETs 63b ist mit dem Pluspol des Energiespeichers 64 verbunden. Parallel connection of the individual modules 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d of each strand 47, 49, 51 is provided. The second embodiment of the power supply system 70 differs from the first embodiment of Figure 2 in that a located between the first subnet 72 and the second subnet 74 DC-DC converter 65 is not realized by a series connection of inverter, transformer and rectifier, but here as a DC-DC converter 65 is carried out without galvanic isolation. Here, one of the two star points 66, 67, here star point 66 is grounded directly, while the other star point, here star point 67, is connected to an energy store in the form of an inductor or coil 61. Connected downstream of the coil 61 are two transistors 63a, 63b which are in turn connected in series with one another and which are each designed here as a MOSFET. In turn, a DC-DC converter 65 is realized via the circuit of coil 61 and MOSFETs 63a, 63b. The MOSFETs 63a and 63b are here connected in series with each other, wherein the two MOSFETs 63a, 63b are each regulated at least against the potential of neutral point 66. The source terminals of the MOSFETs 63a and 63b face each other. The drain terminal of the MOSFET 63a is connected to the coil 61, and the drain of the MOSFET 63b is connected to the positive terminal of the energy storage 64.

Bei Durchführung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine über die zwei Sternpunkte 66, 67 von den jeweiligen Energiespeichern der When carrying out an embodiment of the method according to the invention is a via the two star points 66, 67 of the respective energy storage of

Sternpunktmodule 48a, 50a, 52a abgegriffene erste Gleichspannung über die Spule 61 und die zwei MOSFETs 63a, 63b in eine zweite Gleichspannung überführt, die dem zweiten Teilnetz 74 bereitgestellt wird. Star point modules 48a, 50a, 52a tapped first DC voltage across the coil 61 and the two MOSFETs 63a, 63b converted into a second DC voltage, which is the second sub-network 74 is provided.

In dieser zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgesehenen In this second embodiment of the inventively provided

Gleichspannungswandler ist im Vergleich zu der ersten in Figur 2 dargestellten DC-DC converter is compared to the first shown in Figure 2

Ausführungsform eine höhere Effizienz zu erreichen, verbunden mit einem geringeren Bauraumbedarf und geringeren Kosten. Embodiment to achieve higher efficiency, combined with a smaller space requirement and lower costs.

Claims

Patentansprüche claims 1. Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Netzes, das ein erstes Teilnetz (42, 72) und ein zweites Teilnetz (34, 74) umfasst, die über mindestens einen A method of operating an electrical network comprising a first subnetwork (42, 72) and a second subnetwork (34, 74) over at least one of 5 Gleichspannungswandler miteinander verbunden werden, wobei eine erste  5 DC-DC converter are connected to each other, wherein a first Anschlussseite des mindestens einen Gleichspannungswandlers dem ersten Teilnetz (42, 72) und eine zweite Anschlussseite des mindestens einen Gleichspannungswandlers dem zweiten Teilnetz (34, 74) zugeordnet wird, wobei das erste Teilnetz (42, 72) einen Multilevelkonverter (45, 75) mit einer Mehrzahl von Einzelmodulen (14a, 14b, 14c, 14d, Connection side of the at least one DC-DC converter to the first subnetwork (42, 72) and a second terminal side of the at least one DC-DC converter is assigned to the second subnetwork (34, 74), wherein the first subnetwork (42, 72) with a multilevel converter (45, 75) Plurality of individual modules (14a, 14b, 14c, 14d, 10 18a, 18b, 18c, 18d, 22a, 22b, 22c, 22d, 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d) aufweist, wobei jedes Einzelmodul einen elektrischen 10 18a, 18b, 18c, 18d, 22a, 22b, 22c, 22d, 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d), each individual module having an electrical module Energiespeicher aufweist, wobei die erste Anschlussseite des mindestens einen  Energy store, wherein the first terminal side of the at least one Gleichspannungswandlers über mindestens eine doppelten Sternpunktabgriff an den Multilevelkonverter (45, 75) angeschlossen wird, wobei der doppelte Sternpunktabgriff DC converter is connected via at least one double neutral point tap to the multilevel converter (45, 75), wherein the double star point tap 15 über einen ersten Anschluss an einen ersten Sternpunkt des Multilevelkonverters und einen zweiten Anschluss an einen zweiten Sternpunkt des Multilevelkonverters realisiert wird, wobei von dem Multilevelkonverter (45, 75) mindestens eine primäre elektrische Wechselspannung dem ersten Teilnetz (42, 72) bereitgestellt wird, und an der ersten Anschlussseite des mindestens einen Gleichspannungswandlers über den doppelten15 is realized via a first connection to a first neutral point of the multilevel converter and a second connection to a second neutral point of the multilevel converter, wherein at least one primary electrical alternating voltage is provided by the multilevel converter (45, 75) to the first subnetwork (42, 72), and at the first terminal side of the at least one DC-DC converter over the double 20 Sternpunktabgriff mindestens eine erste elektrische Gleichspannung abgegriffen wird, die dem mindestens einen Gleichspannungswandler bereitgestellt wird, und von dem mindestens einen Gleichspannungswandler auf eine ausgehende zweite elektrische Gleichspannung transformiert wird, die dem zweiten Teilnetz (34, 74) bereitgestellt wird. 20 star point tap at least a first DC electrical voltage is tapped, which is provided to the at least one DC-DC converter, and is transformed by the at least one DC-DC converter to an outgoing second DC electrical power, which is the second subnet (34, 74) is provided. 25 2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem vorgesehen ist, dass der 2. The method of claim 1, wherein it is provided that the Gleichspannungswandler einen Transformator (60) umfasst, der das erste Teilnetz (42) und das zweite Teilnetz (34) galvanisch voneinander trennt, wobei eine Primärseite des Transformators (60) mit einer ersten Windungszahl dem ersten Teilnetz (42) und eine Sekundärseite des Transformators (60) mit einer zweiten Windungszahl dem zweiten DC-DC converter comprises a transformer (60), which galvanically separates the first sub-network (42) and the second sub-network (34), wherein a primary side of the transformer (60) with a first number of turns of the first sub-network (42) and a secondary side of the transformer ( 60) with a second number of turns the second 30 Teilnetz (34) zugeordnet wird, wobei dem Transformator (60) auf der Primärseite ein Inverter (55) vorgeschaltet ist, der die über den doppelten Sternpunktabgriff abgegriffene mindestens eine erste Gleichspannung in eine erste Wechselspannung überführt, die dem Transformator (60) bereitgestellt wird, von diesem in eine zweite Wechselspannung transformiert wird und von einem dem Transformator (60) auf der Sekundärseite nachgeschalteten Gleichrichter (62) in die ausgehende zweite elektrische Gleichspannung überführt wird. 30 subnet (34) is assigned, wherein the transformer (60) on the primary side of an inverter (55) is connected upstream of the tapped over the double neutral point tap converted at least a first DC voltage into a first AC voltage, which is the transformer (60) is transformed by the latter into a second AC voltage and from a transformer (60) on the secondary side downstream rectifier (62) transferred to the outgoing second DC electrical voltage becomes. 3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die erste Wechselspannung eine Amplitude mit einem ersten Wert und eine Frequenz mit einem ersten Wert aufweist, und dass die zweite Wechselspannung eine Amplitude mit einem zweiten Wert und eine Frequenz mit einem zweiten Wert aufweist, wobei der erste Wert der Amplitude der ersten 3. The method of claim 2, wherein the first AC voltage has an amplitude with a first value and a frequency with a first value, and that the second AC voltage has an amplitude with a second value and a frequency with a second value, wherein the first Value of the amplitude of the first Wechselspannung größer als der zweite Wert der Amplitude der zweiten AC voltage greater than the second value of the amplitude of the second Wechselspannung eingestellt wird, und wobei der erste Wert der Frequenz der ersten Wechselspannung kleiner als der zweite Wert der Frequenz der zweiten AC voltage is set, and wherein the first value of the frequency of the first AC voltage is less than the second value of the frequency of the second Wechselspannung eingestellt wird. AC voltage is set. 4. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem der Gleichspannungswandller mit einer Wandlertopologie ohne galvanische Trennung realisiert wird. 4. The method of claim 1, wherein the DC-DC converter is realized with a converter topology without galvanic isolation. 5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem als Gleichspannungswandler ein Wandler aus der Gruppe bestehend aus: Buck-Konverter, Boost-Konverter, Buck-Boost-Konverter,5. The method of claim 4, wherein as a DC-DC converter, a converter from the group consisting of: Buck converter, boost converter, buck-boost converter, Boost-Buck-Konverter gewählt wird. Boost Buck converter is selected. 6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem über den doppelten Sternpunktabgriff ein jeweiliger unmittelbarer oder mittelbarer Abgriff an den elektrischen Energiespeichern von den jeweiligen zu dem ersten Sternpunkt (66, 67) und dem zweiten Sternpunkt (66, 67) des Multilevelkonverters (45, 75) nächstliegenden Einzelmodulen (48a, 50a, 52a) des Multilevelkonverters vorgenommen wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, wherein the double star point tap a respective direct or indirect tap on the electrical energy storage of the respective to the first star point (66, 67) and the second star point (66, 67) of the Multilevelkonverters (45 , 75) nearest individual modules (48a, 50a, 52a) of the multilevel converter. 7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem von dem 7. The method according to any one of the preceding claims, wherein of the Multilevelkonverter (45, 75) dem ersten Teilnetz (42, 72) mehrere zueinander Multilevel converter (45, 75) the first subnet (42, 72) more to each other phasenverschobene primäre Wechselspannungen bereitgestellt werden. phase-shifted primary AC voltages are provided. 8. IVIultilevelkonverter, der in einem elektrischen Netz anzuordnen ist, wobei das elektrische Netz ein erstes Teilnetz (42, 72) und ein zweites Teilnetz (34, 74) umfasst, wobei die beiden Teilnetze über mindestens einen Gleichspannungswandler miteinander8. IVIultilevelkonverter to be arranged in an electrical network, wherein the electrical network comprises a first sub-network (42, 72) and a second sub-network (34, 74), wherein the two sub-networks via at least one DC-DC converter with each other 5 zu verbinden sind, wobei eine erste Anschlussseite des mindestens einen 5, wherein a first terminal side of the at least one Gleichspannungswandlers dem ersten Teilnetz (42, 72) und eine zweite Anschlussseite des mindestens einen Gleichspannungswandlers dem zweiten Teilnetz (34, 74) zuzuordnen bzw. zugeordnet ist, wobei der IVIultilevelkonverter in dem ersten Teilnetz anzuordnen ist und eine Mehrzahl von Einzelmodulen (14a, 14b, 14c, 14d, 18a, 18b, DC converter to the first subnetwork (42, 72) and a second terminal side of the at least one DC-DC converter assigned to the second subnetwork (34, 74), wherein the IVIultilevelkonverter is to be arranged in the first subnet and a plurality of individual modules (14a, 14b, 14c, 14d, 18a, 18b, 10 18c, 18d, 22a, 22b, 22c, 22d, 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d) aufweist, wobei jedes Einzelmodul einen elektrischen Energiespeicher aufweist, wobei der IVIultilevelkonverter (45, 75) dazu ausgebildet ist, dem ersten Teilnetz (42, 72) mindestens eine primäre Wechselspannung bereitzustellen und über einen doppelten Sternpunktabgriff an der ersten Anschlussseite des mindestens einen 10 18c, 18d, 22a, 22b, 22c, 22d, 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d), each individual module having an electrical energy store, wherein the IVIultilevelkonverter (45, 75) is adapted to provide the first subnetwork (42, 72) at least one primary AC voltage and via a double star point tap on the first terminal side of the at least one 15 Gleichspannungswandlers dem Gleichspannungswandler mindestens eine erste  15 DC-DC converter the DC-DC converter at least a first Gleichspannung bereitzustellen, die von dem mindestens einen Gleichspannungswandler auf eine ausgehende zweite elektrische Gleichspannung zu transformieren ist und dem zweiten Teilnetz (34, 74) bereitzustellen ist, wobei der doppelte Sternpunktabgriff über einen ersten Anschluss an einen ersten Sternpunkt (66, 67) des Multilevelkonverters (45, DC voltage to be transformed by the at least one DC-DC converter to an outgoing second DC electrical voltage and the second subnet (34, 74) is provided, the double star point tap via a first connection to a first neutral point (66, 67) of the multilevel converter ( 45, 20 75) und einen zweiten Anschluss an einen zweiten Sternpunkt (66, 67) des 20 75) and a second connection to a second star point (66, 67) of the Multilevelkonverters (45, 75) zu realisieren ist.  Multilevel converter (45, 75) can be realized. 9. IVIultilevelkonverter nach Anspruch 8, dem eine Kontrolleinheit (54) zugeordnet ist, die dazu ausgebildet ist, Werte von mindestens einem physikalischen Parameter der9. IVIultilevelkonverter according to claim 8, which is associated with a control unit (54) which is adapted to values of at least one physical parameter of 25 mindestens einen von dem IVIultilevelkonverter dem ersten Teilnetz (42, 72) 25 at least one of the IVIultilevelkonverter the first subnet (42, 72) bereitzustellenden primären Wechselspannung und/oder der mindestens ersten  to be provided primary AC voltage and / or the at least first Gleichspannung einzustellen.  Set DC voltage. 10. IVIultilevelkonverter nach Anspruch 8 oder 9, bei dem mindestens zwei Einzelmodule 30 (14a, 14b, 14c, 14d, 18a, 18b, 18c, 18d, 22a, 22b, 22c, 22d, 48a, 48b, 48c, 48d,10. IVIultilevelkonverter according to claim 8 or 9, wherein at least two individual modules 30 (14a, 14b, 14c, 14d, 18a, 18b, 18c, 18d, 22a, 22b, 22c, 22d, 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d) gleich ausgebildet sind. 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d) are identical. 11. Multilevelkonverter nach einem der Ansprüche 8 bis 10, der dazu ausgebildet ist, die mindestens eine dem ersten Teilnetz (42, 72) bereitzustellende Wechselspannung aus einer Einzelspannung von einem Energiespeicher mindestens eines Einzelmoduls (14a,11. Multilevel converter according to one of claims 8 to 10, which is adapted to the at least one the first subnet (42, 72) to be provided AC voltage from a single voltage from an energy storage at least one single module (14a, 5 14b, 14c, 14d, 18a, 18b, 18c, 18d, 22a, 22b, 22c, 22d, 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d) zu erzeugen. 5b, 14c, 14d, 18a, 18b, 18c, 18d, 22a, 22b, 22c, 22d, 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d). 12. Multilevelkonverter nach Anspruch 11 , der dazu ausgebildet ist, mindestens zwei Einzelmodule (14a, 14b, 14c, 14d, 18a, 18b, 18c, 18d, 22a, 22b, 22c, 22d, 48a, 48b,12. Multilevel converter according to claim 11, which is designed to have at least two individual modules (14a, 14b, 14c, 14d, 18a, 18b, 18c, 18d, 22a, 22b, 22c, 22d, 48a, 48b, 10 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d) in Reihe und/oder zueinander 10 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d) in series and / or to each other parallel zu schalten, und die mindestens eine dem ersten Teilnetz (42, 72)  in parallel, and the at least one of the first subnetwork (42, 72) bereitzustellende Wechselspannung aus einer Kombination von Einzelspannungen der mindestens zwei miteinander zu kombinierenden Einzelmodule (14a, 14b, 14c, 14d, 18a, 18b, 18c, 18d, 22a, 22b, 22c, 22d, 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, to be provided alternating voltage from a combination of individual voltages of at least two individual modules to be combined (14a, 14b, 14c, 14d, 18a, 18b, 18c, 18d, 22a, 22b, 22c, 22d, 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b , 50c, 50d, 52a, 15 52b, 52c, 52d) bereitzustellen. 15 52b, 52c, 52d). 13. Multilevelkonverter nach einem der Ansprüche 8 bis 12, der mehrere Stränge (12, 16, 20, 47, 49, 51) aufweist, wobei jeder Strang (12, 16, 20, 47, 49, 51) eine 13. Multilevel converter according to one of claims 8 to 12, which has a plurality of strands (12, 16, 20, 47, 49, 51), wherein each strand (12, 16, 20, 47, 49, 51) a Kombination aus mehreren miteinander verschalteten Einzelmodulen (14a, 14b, 14c, Combination of several interconnected individual modules (14a, 14b, 14c, 20 14d, 18a, 18b, 18c, 18d, 22a, 22b, 22c, 22d, 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d) aufweist, wobei mit jedem Strang (12, 16, 20, 47, 49, 51) jeweils eine dem ersten Teilnetz (42, 72) bereitzustellende primäre Wechselspannung zu erzeugen bzw. erzeugbar ist. 20 14d, 18a, 18b, 18c, 18d, 22a, 22b, 22c, 22d, 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d), with each strand ( 12, 16, 20, 47, 49, 51) in each case to generate a primary AC voltage to be provided to the first subnetwork (42, 72) or to be able to be generated. 25 14. Multilevelkonverter nach einem der Ansprüche 8 bis 13, 25 14. Multilevel converter according to one of claims 8 to 13, bei dem die jeweiligen Energiespeicher der Einzelmodule (14a, 14b, 14c, 14d, 18a, 18b, 18c, 18d, 22a, 22b, 22c, 22d, 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d) als Gleichspannungsquellen ausgebildet sind, wobei über den doppelten Sternpunktabgriff ein jeweiliger unmittelbarer oder mittelbarer Abgriff an den elektrischen in which the respective energy stores of the individual modules (14a, 14b, 14c, 14d, 18a, 18b, 18c, 18d, 22a, 22b, 22c, 22d, 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 52a, 52b, 52c, 52d) are formed as DC voltage sources, wherein the double star point tap a respective direct or indirect tap on the electrical 30 Energiespeichern von den jeweiligen zu dem ersten Sternpunkt (66, 67) und dem zweiten Sternpunkt (66, 67) des Multilevelkonverters (45, 75) nächstliegenden Einzelmodulen (48a, 50a, 52a) des Multilevelkonverters vorzunehmen ist. 30 energy stores from the respective to the first neutral point (66, 67) and the second Star point (66, 67) of the Multilevelkonverters (45, 75) closest individual modules (48a, 50a, 52a) of the Multilevelkonverters is made. 15. Multilevelkonverter nach Anspruch 14, bei dem der Gleichspannungswandler 5 integrativer Teil des Multilevelkonverters (45, 75) ist. 15. Multilevel converter according to claim 14, in which the DC-DC converter 5 is an integrative part of the multilevel converter (45, 75). 16. Energieversorgungssystem, das ein elektrisches Netz aufweist, das ein erstes Teilnetz (42, 72) und ein zweites Teilnetz (34, 74) umfasst, die über mindestens einen Gleichspannungswandler miteinander verbunden sind, wobei eine erste Anschlussseite16. A power supply system comprising an electrical network comprising a first subnetwork (42, 72) and a second subnetwork (34, 74) connected to each other via at least one DC-DC converter, wherein a first terminal side 10 des mindestens einen Gleichspannungswandlers dem ersten Teilnetz (42, 72) und eine zweite Anschlussseite des mindestens einen Gleichspannungswandlers dem zweiten Teilnetz (34, 74) zugeordnet ist, wobei das erste Teilnetz (42, 72) einen 10 of the at least one DC-DC converter to the first sub-network (42, 72) and a second terminal side of the at least one DC-DC converter to the second subnet (34, 74) is assigned, wherein the first subnet (42, 72) a Multilevelkonverter (45, 75) mit einer Mehrzahl von Einzelmodulen (14a, 14b, 14c, 14d, 18a, 18b, 18c, 18d, 22a, 22b, 22c, 22d, 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, Multilevel converters (45, 75) having a plurality of individual modules (14a, 14b, 14c, 14d, 18a, 18b, 18c, 18d, 22a, 22b, 22c, 22d, 48a, 48b, 48c, 48d, 50a, 50b, 50c, 50d, 15 52a, 52b, 52c, 52d) aufweist, wobei jedes Einzelmodul einen elektrischen 15 52a, 52b, 52c, 52d), each individual module having an electrical Energiespeicher aufweist, wobei die erste Anschlussseite des mindestens einen  Energy store, wherein the first terminal side of the at least one Gleichspannungswandlers über mindestens eine doppelten Sternpunktabgriff an den Multilevelkonverter (45, 75) angeschlossen ist, wobei der doppelte Sternpunktabgriff über einen ersten Anschluss an einen ersten Sternpunkt (66, 67) des Multilevelkonverters DC converter is connected via at least a double star point tap to the multilevel converter (45, 75), wherein the double star point tap via a first connection to a first neutral point (66, 67) of the multilevel converter 20 (45 , 75) und einen zweiten Anschluss an einen zweiten Sternpunkt (66, 67) des 20 (45, 75) and a second connection to a second star point (66, 67) of the Multilevelkonverters (45, 75) realisiert ist, wobei der Multilevelkonverter (45, 75) dazu ausgebildet ist, mindestens eine elektrische primäre Wechselspannung dem ersten Teilnetz (42, 72) bereitzustellen, und an der ersten Anschlussseite des mindestens einen Gleichspannungswandlers über den doppelten Sternpunktabgriff dem mindestens einen Multilevel converter (45, 75) is realized, wherein the Multilevelkonverter (45, 75) is adapted to provide at least one electrical primary AC voltage to the first subnet (42, 72), and at the first terminal side of the at least one DC-DC converter via the double star point tap the at least one 25 Gleichspannungswandler mindestens eine erste elektrische Gleichspannung 25 DC-DC converter at least a first DC electrical voltage bereitzustellen, wobei der mindestens eine Gleichspannungswandler dazu ausgebildet ist, die mindestens eine erste Gleichspannung auf eine ausgehende zweite elektrische Gleichspannung zu transformieren und dem zweiten Teilnetz (34, 74) bereitzustellen.  wherein the at least one DC-DC converter is designed to transform the at least one first DC voltage to an outgoing second DC electrical voltage and to provide it to the second sub-network (34, 74). 30 17. Energieversorgungssystem nach Anspruch 16, bei dem der 17. Energy supply system according to claim 16, wherein the Gleichspannungswandler einen Transformator (60) umfasst, der das erste Teilnetz (42) und das zweite Teilnetz (34) galvanisch voneinander trennt, wobei eine Primärseite des Transformators (60) mit einer ersten Windungszahl dem ersten Teilnetz (42) und eine Sekundärseite des Transformators (60) mit einer zweiten Windungszahl dem zweiten Teilnetz (34) zugeordnet ist, wobei dem Transformator (60) auf der Primärseite einDC-DC converter comprises a transformer (60) comprising the first sub-network (42) and galvanically isolating the second subnet (34), wherein a primary side of the first turn number transformer (60) is associated with the first subnet (42) and a secondary side of the second winding transformer (60) is associated with the second subnet (34); wherein the transformer (60) on the primary side 5 Inverter (55) vorgeschaltet ist, der dazu ausgebildet ist, die über den doppelten 5 inverter (55) is arranged, which is designed to be over the double Sternpunktabgriff abzugreifende mindestens eine erste Gleichspannung in eine erste Wechselspannung zu überführen und dem Transformator (60) bereitzustellen, wobei der Transformator (60) dazu ausgebildet ist, die von dem Inverter (55) bereitgestellte erste Wechselspannung in eine zweite Wechselspannung zu transformieren, wobei dem The transformer (60) is adapted to transform the first AC voltage provided by the inverter (55) into a second AC voltage, wherein the transformer (60) is designed to transform the at least one first DC voltage to be taken off star point tap into a first AC voltage 10 Transformator (60) auf der Sekundärseite mindestens ein Gleichrichter (62) 10 transformer (60) on the secondary side at least one rectifier (62) nachgeschaltet ist, der dazu ausgebildet ist, die von dem Transformator (60) bereitgestellte zweite Wechselspannung in die ausgehende zweite elektrische  connected downstream, which is adapted to the second AC voltage provided by the transformer (60) in the outgoing second electrical Gleichspannung zu überführen.  To convert DC voltage. 15 18. Energieversorgungssystem nach Anspruch 16, bei dem der 15 18. Power supply system according to claim 16, wherein the Gleichspannungswandler eine Wandlertopologie ohne galvanische Trennung aufweist.  DC-DC converter has a converter topology without galvanic isolation. 19. Energieversorgungssystem nach Anspruch 18, bei dem als 19. Energy supply system according to claim 18, in which as Gleichspannungswandler ein Wandler aus der Gruppe bestehend aus: Buck-Konverter, DC-DC converter a converter from the group consisting of: Buck converter, 20 Boost-Konverter, Buck-Boost-Konverter, Boost-Buck-Konverter ist. 20 Boost Converter, Buck Boost Converter, Boost Buck Converter is. 20. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 19, bei dem der doppelte Sternpunktabgriff über einen jeweiligen unmittelbaren oder mittelbaren Anschluss des ersten Sternpunkts (66, 67) und des zweiten Sternpunkts (66, 67) an dieA power supply system as claimed in any of claims 16 to 19, wherein the double neutral point tap is connected to each of the first and second terminals via the respective direct or indirect connection of the first neutral point (66, 67) and the second neutral point (66, 67) 25 elektrischen Energiespeicher von den jeweiligen zu dem ersten Sternpunkt und dem zweiten Sternpunkt des Multilevelkonverters (45, 75) nächstliegenden Einzelmodulen (48a, 50a, 52a) des Multilevelkonverters (45, 75) zu realisieren ist. 25 electrical energy storage of the respective nearest to the first neutral point and the second neutral point of the Multilevelkonverters (45, 75) individual modules (48a, 50a, 52a) of the Multilevelkonverters (45, 75) is to be realized. 21. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 20, das in einem 30 Kraftfahrzeug anzuordnen ist. 21. Energy supply system according to one of claims 16 to 20, which is to be arranged in a motor vehicle. 22. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 21 , bei dem dem ersten Teilnetz (42, 72) als Verbraucher eine elektrische Maschine (58) zuzuordnen ist, die mehrere Phasen aufweist, wobei der IVIultilevelkonverter (45, 75) dazu ausgebildet ist, jeder Phase jeweils eine Wechselspannung bereitzustellen. 22. Energy supply system according to one of claims 16 to 21, wherein the first sub-network (42, 72) is to be associated as a consumer electrical machine (58) having a plurality of phases, wherein the IVIultilevelkonverter (45, 75) is adapted to each Phase each provide an AC voltage.
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